49
Capítol 3 158 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods 3.4.1 Introducció Una de les particularitats de l’àrea d’estudi és la presència d’una gran quantitat de cossos massius de quars caracteritzats per formes sigmoïdals asimètriques en secció horitzontal, i amb una gran continuïtat al llarg de la secció horitzontal. D’una forma general aquestes estructures se’ls va anomenar sigmoidal quartz-rods (Druguet et al., 1997). Al llarg d’aquest treball aquest terme s’associarà al plegament o retreballament de qualsevol cos/vena de quars amb geometria lenticular i fortes variacions d’espessor a nivell lateral. El terme rod és aplicat a una gran varietat de cossos massius normalment de quars, que amb independència del seu origen tenen com a principal característica la seva linealitat (cossos molt cilíndrics). Normalment, aquesta geometria és reflex de condicions d’elevada extensió paral·lela al cos amb el desenvolupament de lineacions d’estirament. La geometria en secció és aproximadament el·líptica i en general representen cossos mecànicament competents dins de nivells més incompetents (Ramsay and Hubber, 1983). Segurament aquest concepte no s’adapta del tot bé amb geometria dels sigmoidal quartz-rods de camp, doncs en secció vertical són força irregulars i a nivell de geometria potser s’ajusten millor a un el·lipsoïd amb eix llarg en direcció vertical. Potser, fora més correcte emprar els termes lenses o pods utilitzats per estructures similars per Swanson (1992). Si restituïm la deformació D2, causant del desenvolupament de la geometria sigmoïdal asimètrica, la configuració ideal pre-D2 consisteix en un cos massiu “simètric” definit per un parell de corbes biconvexes que en el seus punts de terminació presenten continuïtat lateral en forma de capa d’espessor més fi. Recentment, estructures de boudinage amb aquesta geometria se’ls ha denominat genèricament drawn boudins (Goscombe and Passchier, 2003; Goscombe at al., 2004). A nivell de geometria, representen un cas intermedi entre configuracions de capes amb espessor homogeni i cossos lenticulars aïllats. Al llarg del treball, s’utilitzarà la nomenclatura de boudin per la par lenticular massissa, i d’interboudin per la continuació lateral d’espessor més fi, sense cap implicació a nivell genètic. La gènesis dels sigmoidal quartz-rods és complexa i variada, i gran part no responen a les primeres interpretacions d’aquesta estructura (com a producte de boudinage per extensió paral·lela a la capa durant la D1). L’espectre dels drawn boudins és pot dividir de forma arbitrària en geometries clàssiques pinch-and-swell (Ramsay, 1967; Penge, 1976; Lloyd et al., 1982) i boudins lenticulars (Lloyd et al., 1982) o tapering boudins (Goscombe at al., 2004), atenent la continuïtat i l’espessor lateral de la continuació de capa. Aquest darrer cas representa geometries aïllades de boudins o amb zones d’interboudin

3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods...Capítol 3 158 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods 3.4.1 Introducció Una de les particularitats de l’àrea

  • Upload
    others

  • View
    3

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods...Capítol 3 158 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods 3.4.1 Introducció Una de les particularitats de l’àrea

Capítol 3

158

3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods

3.4.1 Introducció

Una de les particularitats de l’àrea d’estudi és la presència d’una gran quantitat de cossos

massius de quars caracteritzats per formes sigmoïdals asimètriques en secció horitzontal, i amb

una gran continuïtat al llarg de la secció horitzontal. D’una forma general aquestes estructures

se’ls va anomenar sigmoidal quartz-rods (Druguet et al., 1997). Al llarg d’aquest treball aquest

terme s’associarà al plegament o retreballament de qualsevol cos/vena de quars amb geometria

lenticular i fortes variacions d’espessor a nivell lateral. El terme rod és aplicat a una gran varietat

de cossos massius normalment de quars, que amb independència del seu origen tenen com a

principal característica la seva linealitat (cossos molt cilíndrics). Normalment, aquesta geometria

és reflex de condicions d’elevada extensió paral·lela al cos amb el desenvolupament de

lineacions d’estirament. La geometria en secció és aproximadament el·líptica i en general

representen cossos mecànicament competents dins de nivells més incompetents (Ramsay and

Hubber, 1983). Segurament aquest concepte no s’adapta del tot bé amb geometria dels sigmoidal

quartz-rods de camp, doncs en secció vertical són força irregulars i a nivell de geometria potser

s’ajusten millor a un el·lipsoïd amb eix llarg en direcció vertical. Potser, fora més correcte

emprar els termes lenses o pods utilitzats per estructures similars per Swanson (1992). Si

restituïm la deformació D2, causant del desenvolupament de la geometria sigmoïdal asimètrica,

la configuració ideal pre-D2 consisteix en un cos massiu “simètric” definit per un parell de

corbes biconvexes que en el seus punts de terminació presenten continuïtat lateral en forma de

capa d’espessor més fi. Recentment, estructures de boudinage amb aquesta geometria se’ls ha

denominat genèricament drawn boudins (Goscombe and Passchier, 2003; Goscombe at al.,

2004). A nivell de geometria, representen un cas intermedi entre configuracions de capes amb

espessor homogeni i cossos lenticulars aïllats. Al llarg del treball, s’utilitzarà la nomenclatura de

boudin per la par lenticular massissa, i d’interboudin per la continuació lateral d’espessor més fi,

sense cap implicació a nivell genètic. La gènesis dels sigmoidal quartz-rods és complexa i

variada, i gran part no responen a les primeres interpretacions d’aquesta estructura (com a

producte de boudinage per extensió paral·lela a la capa durant la D1). L’espectre dels drawn

boudins és pot dividir de forma arbitrària en geometries clàssiques pinch-and-swell (Ramsay,

1967; Penge, 1976; Lloyd et al., 1982) i boudins lenticulars (Lloyd et al., 1982) o tapering

boudins (Goscombe at al., 2004), atenent la continuïtat i l’espessor lateral de la continuació de

capa. Aquest darrer cas representa geometries aïllades de boudins o amb zones d’interboudin

Page 2: 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods...Capítol 3 158 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods 3.4.1 Introducció Una de les particularitats de l’àrea

Context Geològic. Descripció i Anàlisi de Camp

159

molt fines, mentre el primer cas és una capa continua amb inflexions dels interboudins suaus.

Goscombe at al., (2004) denominaren a l’estructura resultant del plegament o retreballament dels

drawn boudins com ramp-folded, per la disposició asimètrica dels boudins i dels interboudins.

No sempre la geometria en corba biconvexa dels límits dels boudins és perfectament simètrica.

És normal diferències en la posició dels seus punts d’inflexió, generant una transició cap a

formes de drawn boudins asimètrics, o bé, sí és molt marcada shearbands boudins (Goscombe

and Passchier, 2003; Goscombe at al., 2004). Al camp, aquestes estructures han sigut descrites

com asimètrics pinch-and-swell o pull-aparts asimètrics del tipus 2A (Hanmer, 1986; Hanmer

and Passchier, 1991). No obstant totes aquestes consideracions de geometria i nomenclatura,

s’utilitzarà de forma general la terminologia de sigmoidal quartz-rods, amb preferència per

aquelles geometries més semblants a boudins aïllats o connectats amb un interboudin llarg i

d’espessor fi. Per a situacions intermèdies de venes de quars d’espessor irregular s’emprarà el

terme clàssic de geometria pinch-and-swell o capa d’espessor inhomogeni.

3.4.2 Descripció geomètrica 2D

Durant la D2 aquests cossos foren retreballats atenent la variabilitat inicial de la geometria de la

capa i donant lloc tant al desenvolupament d’estructures de plegament com d’estructures lligades

a la dinàmica de partícules competents. A la zona d’estudi de Puig Culip, aquests cossos

presenten una forma allargada i asimètrica en secció subhoritzontal (la secció YZ de el·lipsoïd de

deformació finita). De manera preferencial presenten una geometria similars als plecs asimètrics,

amb disposició de la part dels boudins en els flancs curts. Molts cops es presenten formant

cossos aïllats, però normalment s’observen formant conjunts de múltiples boudins amb una

distribució variable tant del grau de separació entre ells com del grau d’aprimament de

l’interboudin. La part més massissa de quars varia entre formes de boudins el·líptiques/allargades

amb relacions d’aspecte entre 2-6, a conjunts on el boudin és format per un conjunt de segments

de venes de capes o amb aspecte bandejat (Fig. 3.31). Normalment, dins d’aquests cossos no

s’observa cap desenvolupament de la S2 i són formats per cristalls de quars de mida

centimètrica. Això concorda amb un comportament de cos rígid o amb taxes de deformació finita

baixes. Molts cops les terminacions dels boudins presenten segments de capa de quars trencats

que amb la D2 és disposen donant formes plegades. L’angle d’obliqüitat o de rotació respecte a

la S0/1 és molt variable, amb un rang entre 0 a 150º. En general, els angles de rotació més elevats

són observats en les zones de transposició o de major deformació. Normalment, el sentit de

rotació aparent respecte la S0/1 és senestre.

Page 3: 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods...Capítol 3 158 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods 3.4.1 Introducció Una de les particularitats de l’àrea

Capítol 3

160

Fig. 3.31 Exemples de camp de sigmoïdal quartz-rods. Observar la variació de formes (aïllats o amb continuació en forma de capa, boudin compacta o format per un conjunt de venes, geometria sigmoïdal o recta). S’han ordenat respecte la rotació finita de l’eix llarg respecte la S0/1 (a les fotografies aquesta és disposa horitzontal). El rang de variació és molt ampli, variant entre 0º fins a 150º. La barra d’escala són 2cm.

L’aparent rotació dels boudin i la seva magnitud pot ser fàcilment estimada per aquells que

presenten continuïtat lateral (Fig. 3.31 a, b i d), però és més incerta per a situacions de boudin

aïllats i amb intensa crenulació (Fig. 3.31e,f). En aquests casos podrien ser interpretades com a

inestabilitats lligades al medi multicapa. Però, la disposició semblant amb aquells que tenen

continuïtat de capa, el diferent ordre de magnitud amb les estructures de l’encaixant i/o

l’asimetria dels elements estructurals al seu voltant fan interpretar-les de forma general com a

Page 4: 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods...Capítol 3 158 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods 3.4.1 Introducció Una de les particularitats de l’àrea

Context Geològic. Descripció i Anàlisi de Camp

161

estructures “actives”. Aquest aspecte és de màxima importància alhora de futures interpretacions

i serà ampliat en seccions posteriors.

La geometria sigmoïdal quartz-rods en general recorden a un plec de simetria “S”, amb formes

similars als porfiroclastes del tipus δ (Passchier and Trouw, 1996), i aproximadament responen a

geometries monoclíniques. Molt cops el boudin no és totalment recte i presenta una geometria

plegada. Bàsicament aquests plecs es disposen a les parts marginals del boudin, donant la típica

geometria sigmoïdal (Fig. 3.31c,g). Sempre hi ha un desenvolupament diferenciat entre l’arc

extern i intern, i per tant no representen merament plecs d’arrossegament induïts per la rotació

dels boudins. La concentració d’esforços a les zones apicals o marginals dels boudins, deu

facilitar el seu desenvolupament com la seva fragmentació.

S’han observat els sigmoïdal quartz-rods tant en nivells de metagrauvaques com metapelítes,

encara que una gran part és desenvolupen al llarg dels contactes entre aquestes litologies (Fig.

3.31b). Per aquestes situacions hi ha la tendència a desenvolupar-se simetries triclíniques

segurament lligades al diferent comportament mecànic entre les litologies de l’encaixant. De

forma general, el màxim de rotacions s’observen per a litologies metapelites, però no és evident i

elevades rotacions poden ser observades per a qualsevol litologia. Dins una mateixa localitat, on

sembla factible una distribució homogènia de la deformació, la dispersió de la distribució de

rotacions dels rods és en general elevada. És freqüent de trobar cossos amb relació axial similars

però amb rotacions molt diferents. Segurament és un indici sobre el desenvolupament heterogeni

de l’estructura, possiblement relacionat amb condicions de contorn, aspectes de distribució de la

geometria inicial i/o d’interacció entre pertorbacions.

Durant la deformació D2, els rods és varen comportar de forma general com a cossos

mecànicament competents. Associats al seu desenvolupament és va generar la modificació de

l’orientació dels elements estructurals planars com la S1 i la S2. La distribució d’aquests

elements és asimètrica amb la presència de gradients de la disposició i intensitat en el

desenvolupament de la S2. Aquests aspectes són similars tant en situacions amb continuïtat

lateral de capa com a boudins totalment aïllats (Fig. 3.32). Els trets més significatius són:

• La S2 presenta una forma sigmoïdal i asimètrica al voltant dels rods, semblant a la

refracció al voltant d’un plec. La S2 al aproximar-se a aquests cossos presenten una

disposició general d’aparent rotació senestre i consistent amb la inferida per la part dels

boudins. De forma local en els arcs interns dels boudins, la S2 presenta una disposició de

Page 5: 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods...Capítol 3 158 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods 3.4.1 Introducció Una de les particularitats de l’àrea

Capítol 3

162

Fig. 3.32 Fotografia i esquema de camp de la distribució dels elements estructurals al seu voltant per (a) amb continuïtat lateral i (b) aïllat. En general, la distribució és per a tots dos casos molt semblant. La S2 presenta una forta variació al aproximar-se als boudins, amb tendència a concentrar-se als arcs interns i dispersar-se a la seva part central. En els arcs interns és possible diferenciar una foliació local que retreballa la S0/1 i associada a la rotació del boudin i/o resistència a la deformació (Srods). Observar les relacions de tall d’obliqüitat dels rods amb la S0/1.

rotació en sentit oposat a la rotació dels boudins. Mostra una orientació d’aparent rotació

dextral. Això s’observa tant en els típics rods amb continuïtats laterals com en els aïllats.

No ha de representar tan sols l’efecte de la localització de la xarnera al marge dels

boudins. Podria ser indicatiu d’un increment de les components d’aixafament durant la

deformació o de l’increment més efectiu de les components de coaxials amb el progrés de

la deformació (Fossen i Tikoff 1993). Però segurament és més factible d’associar amb la

Page 6: 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods...Capítol 3 158 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods 3.4.1 Introducció Una de les particularitats de l’àrea

Context Geològic. Descripció i Anàlisi de Camp

163

cinemàtica al voltant d’un cos rígid o al desenvolupament asimètric d’una inestabilitat de

plec. És produeix una partició de la deformació amb la possibilitat de zones als arcs

interns amb sentits de vorticitats oposats al sentit de rotació dels rods respecte la S0/1.

• No existeix continuïtat de la S2 a través dels rods, ni a les parts dels boudins on no es

percep el desenvolupament de cap foliació, ni per a les zones d’arc intern o extern (Fig

3.32). En aquesta darrera zona, s’observa una diferència d’orientacions de la foliació

entre l’arc extern i intern de més de 90º. Aquest últim fet millor s’aprecia en aquells rods

localitzats als límits entre litologies. A les parts dels boudins es pot observar un sistema

de fractures ortogonals amb disposició obliqua al seus límits i que no continuen a

l’encaixant. En general el sistema paral·lel a la S2 de l’encaixant és troba molt millor

desenvolupat.

• Convergència de les trajectòries de la S2 als arcs interns i externs. Al voltant de l’arc

extern hi ha el desenvolupament d’una foliació penetrativa amb disposició subparal·lela

als límits dels plecs i al S0/1. Aquesta foliació és desenvolupa en general al voltant dels

rods seguint la forma d’aquests cossos però asimètricament distribuïda. El seu màxim

desenvolupament és a les zones de curvatura externes, mentre als arcs intern no

s’observa. L’amplada de banda és reduïda, essent molt local. Parcialment retreballa la S2,

però sembla més una substitució local de l’orientació d’aquesta. Retreballa la S0/1 i

l’aprofita pel seu desenvolupament. Aquesta foliació s’ha interpretat com associada a la

rotació i efecte rígid dels rods (Srods). El grau de desenvolupament i d’extensió depèn de

la mida absoluta i de la litologia (disminueix amb l’augment de competència del

material). L’origen d’aquesta foliació ha d’anar lligada a la modificació del flux per la

rotació dels boudins i al relloc al llarg de la S0/1, com a conseqüència de l’augment de les

components angulars de la deformació ( γ ). Qualitativament, aquestes han de representar

zones amb un elevat grau de no coaxilitat. El desenvolupament de la S2 disminueix al

apropar-nos als costats llargs dels boudins, originant que la disposició de la S0/1 al llarg

d’aquests costats sigui recta i sense presentar crenulacions D2.

Totes aquestes observacions també són visibles a nivell de conjunt de rods, on la disposició del

elements estructurals com dels boudin semblen indicar sentits de cisalla paral·lels a la S0/1 i de

vorticitat senestres (Fig. 3.32). A nivell de conjunt, la geometria típica és al desenvolupament de

geometries imbricades amb sentits sintètics de rotació (Fig. 3.33). Però la disposició no és en

general simple podent-se observar elevades diferencies de rotació per a cossos amb relacions

Page 7: 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods...Capítol 3 158 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods 3.4.1 Introducció Una de les particularitats de l’àrea

Capítol 3

164

Fig. 3.33 (a) Fotografia i (b) esquema de camp d’un conjunt de sigmoïdal quartz-rods. La disposició dels elements estructurals són semblant. Observar la diferencia d’orientacions i l’aparent independència respecte la relació axial dels cossos. També la possibilitat de plegament de boudins. L’encaixant són metapelites molt crenulades d’una zona de xarnera d’escala decamètrica (U.T.M. 525.065, 4685.810).

Page 8: 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods...Capítol 3 158 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods 3.4.1 Introducció Una de les particularitats de l’àrea

Context Geològic. Descripció i Anàlisi de Camp

165

axials semblants. Un bon exemple d’aquestes complicacions són mostrades a la Fig. 3.33. En un

primer anàlisi qualitatiu sembla consistent la orientació de tot el conjunt de rods i disposició de

la S2. A nivell de detall però, xoca tant la possibilitat de plegament d’un boudin com la

disposició subparal·lela a la S2 d’una sèrie de petits cossos amb relacions axials elevades. No

semblen associades a interacció entre pertorbacions. La interpretació més plausible d’aquests

aspectes ha de tendir a un control de les pertorbacions de l’encaixant en la disposició d’aquests

boudins, lligats a la gènesis d’aquests cossos o reflexes de la disposició geomètrica 3D que no

podem observar.

3.4.3 Origen dels rods

Els quartz-rods presenten mides molt variables que poden anar des de centimètriques fins a

mides mètriques, abastant un ampli rang de valors la relació axials (Ri) dels boudins, però, el

rang majoritari de Ri dels sigmoïdal quartz-rods és entre 2 a 6. Són minoritaris els exemples amb

secció circular (Ri=1), mentre aquells amb Ri>>6 el grau d’asimetria és molt dèbil.

La mida absoluta planteja un problema: quin és l’origen d’aquests cossos. En general, la gènesis

d’aquesta estructura ha estat explicada com a venes de quars originades abans o durant la D1, i

sistemàticament plegades o allargades segons la seva orientació (Carreras i Druguet 1994,

Druguet et al. 1997). En general, representarien el producte de boudinage o “necking” de les

venes Q1 durant la D1. Aquesta interpretació té al seu favor l’observació de venes amb

geometria de boudin i interboudin, ben definible a escala centimètrica . Però, com s’expliquen

els cossos de grans dimensions?. Donada les seves mides s’haurien d’observar als nivells

metapsammítics i/o metapelítics els efectes de les zones de pinch & swell i, a part haurien d’estar

relacionats amb altres cossos similars. Cap de les dues coses són observades, ni cap amortiment

de la S0/1 per efecte del boudinage, ni tampoc cap relació amb altres cossos doncs en general

sempre s’observen aïllats. Tampoc pot ser interpretat com antigues zones de xarnera de la

deformació D1. Abans de qualsevol interpretació cinemàtica o de la pròpia modelització del

desenvolupament dels sigmoïdal quartz-rods és necessari comprendre els seus possibles orígens.

A partir de les observacions de camp, s’han inferit cinc possibles factors per explicar la seva

gènesis:

1) L’origen clàssic a partir del boudinage de les venes de quars durant la D1. Les parts més

massives es varen comportar com cossos més competents durant la D2, plegant-se amb

arranjaments asimètrics (Fig 3.34a).

Page 9: 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods...Capítol 3 158 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods 3.4.1 Introducció Una de les particularitats de l’àrea

Capítol 3

166

Fig. 3.34 Esquema interpretatiu de la gènesis i evolució dels quartz-rods durant la D2. (a) Origen clàssic mitjançant boudinage o “necking” de venes de quars durant la D1. Durant la D2 representen cossos competents que enregistren preferencialment components de rotació. (b) Corresponen a zones de xarnera dels plec F1 que es comporten com a cossos competents durant la D2. (c) Originats per un efecte multicapa entre un conjunt de venes de quars molt pròximes. Al final donen una geometria bandejada. (d) Quartz-rods poligenètics. Desenvolupats en part per la precipitació de fluids durant la D2. Originen un “metamorfisme de contacte” de l’encaixant, amb la blastesi i recritalització dels minerals com biotita, granats, amfíbols, etc.

2) Representen zones de xarneres de plecs F1. Encara que a escala mètrica no s’observen

estructures relacionades amb la D1, a escala centimètrica és possible distingir estructures

F1 a les venes de quars. Aquests plecs, típicament són molt isoclinals i durant la D2 es

podrien comportar com una zona més competent. Això pot explicar perquè en molts

d’aquests cossos només s’observa continuïtat per un dels seus extrems.

3) Originats a partir de la formació de dominis mecànicament rígids en zones amb gran

abundància de venes Q1. Durant la D2 es desenvolupà la nucleació preferent

d’inestabilitats en aquestes zones, segurament afavorides per les condicions de pèrdua

d’àrea i partició de la deformació entre l’encaixant i les venes de quars. Així en molts

rods s’observen traces de la S1 i traces de la litologia de l’encaixant.

Page 10: 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods...Capítol 3 158 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods 3.4.1 Introducció Una de les particularitats de l’àrea

Context Geològic. Descripció i Anàlisi de Camp

167

4) La seva formació total o parcialment és sincinemàtica amb la D2. El seu origen és

conseqüència de la mobilitat de fluids i la preferent precipitació d’aquests (Fig 5.1d).;

Segurament, les venes i boudins Q1 han d’actuar com a nuclis preferents de precipitació

o cristal·lització juntament amb el desenvolupament dels plecs F2. A partir de cossos

inicials Q1, hi ha un increment de la seva mida durant la D2. Mentre en els altres casos

són sempre majoritàriament formats per quars, aquests és caracteritzen per ser

polimineralògics (sobretot de quars i feldspat sòdic), amb restes aïllades de l’encaixant o

traces de la S0/1 dins d’aquests cossos. Molt sovint s’observen reaccions hidrotermals al

llarg del contacte amb l’encaixant, generant-se entre d’altres abundants granats en els

nivells més psamítics, mentre que als nivells pelítics s’originen amfíbols i la

recristal·lització de la biotita. Mecànicament s’han comportat com a cossos rígids,

representant focus d’inestabilitats al voltant dels quals s’han desenvolupat gradients de

deformació similars als observats en els altres casos. Segurament aquest pot ser l’origen

dels rods de quars de mides mètriques que s’observen associats a les xarneres de plecs F2

mètrics.

5) Finalment no s’ha de descartar que la geometria lenticular i aïllada sigui una herència de

la morfologia d’emplaçament de les venes i dics de quars durant la D1 o D2. Recentment

gran part dels cossos pegmatítics amb geometries de boudinage han estat reinterpretats

com a morfologies primàries (Bons et al., 2004), lligades a la intrusió i col·lapse dels

fluids a llarg de discontinuïtats planars. Però, a nivell de sigmoïdal quartz-rods no

s’observa una elevada continuïtat dels conjunts, ni geometries de cantonades dels boudins

ni cap estructura de sutura d’interconnexió entre els diferents cossos. Geometries

irregulars retreballades per la D1 haurien de ser molt abundants, però de difícil

identificació pel caràcter polifàsic de la deformació.

Els diferents orígens possibles dels rods impliquen almenys, una distinció entre aquells que són

pre-D2 i aquells que són sincinemàtics amb la D2. Els primers dos factors d’origen clarament

representen casos pre-D2, mentre el cas quart ho és sin-D2. Aquells cossos amb aquest darrer

origen no han estat utilitzats per cap dels anàlisi de caracterització de la cinemàtica, doncs no hi

ha cap relació coherent entre la relació axial d’aquests cossos amb la deformació i la rotació que

enregistren. En canvi el tercer cas vàlid al representar una geometria pre-D2 és de difícil

utilització alhora de caracteritzar la seva relació axial i separar dels casos de plecs multicapes de

l’encaixant. Els darrer dels factors representaria una modificació de la interpretació de la D1

Page 11: 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods...Capítol 3 158 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods 3.4.1 Introducció Una de les particularitats de l’àrea

Capítol 3

168

sense una modificació de la gènesis de la morfologia amb la deformació D2. Encara que potser

no és del tot correcte la utilització generalitzada dels termes boudins i interboudins, perquè van

associats a unes condicions de gènesis determinada, s’abusarà d’aquesta terminologia per la

descripció geomètrica dels rods amb independència de la seva gènesis. Aixó ens permetrà

simplificar els termes alhora de sistematitzar la geometria i els paràmetres que condicionen el

desenvolupament d’aquesta estructura.

Aquesta sèrie de factors ens permet interpretar amb certa coherència l’origen dels quartz-rods de

camp a nivell individual i per a situacions de conjunt interconnectats. Però, per a conjunts de

cossos aïllats i amb continuïtat de fins un parell de metres, no és tan senzilla la seva

interpretació. Un esquema i anàlisi estructural d’un d’aquests conjunts és mostrat a la Fig. 3.35.

En general mostren un arranjament asimètric amb una disposició de l’envolvent de tot el conjunt

lleugerament obliqua a la S0/1 (<20º) i amb petites variacions de la seva direcció entre N-S a

NW-SE. A nivell d’aflorament, l’angle d’obliqüitat entre els límits de la part més massissa dels

rods i la S0/1 és entre 10 a 30º, lleugerament superior a la de l’envolvent. Localment, a les zones

d’arc interna dels sigmoïdal quartz-rods, aquest angle pot arribar a ser pròxim a ortonormal

(veure Fig. 3.32). Indicaria una posició variable respecte a la S0/1, amb cert caràcter inicialment

ja sigmoïdal. Alguns dels rods amb morfologies més primes i allargades, sense geometria

sigmoïdal i disposicions paral·leles a la S2 presenten angles d’obliqüitat amb la S0/1 entre 60 a

90º. Altra característica important és que la S0/1 és continua al llarg de les zones entre els

boudins. Una sutura que interconnecti a tot el conjunt no és visible, però si que s’observa a nivell

local.

La interpretació clàssica d’aquest aflorament ha estat a partir d’una dic de quars emplaçat

sintectònicament i boudinat durant la D1, que posteriorment és plegat durant la fase D2 (Fig.

3.35b). A nivell d’interpretació qualitativa no és problemàtica, però un anàlisi de més detall posa

de manifest alguns inconvenients. Geomètricament no concorda la continuació de la S0/1, ni que

s’observi una adaptació d’aquesta foliació a la zona d’interboudin ni tampoc s’observi una

superfície de sutura. Podria ser que tingués un origen més precoç i que durant la D1 i D2 ha estat

intensament retreballada, esborrant part d’aquestes evidències. Però el menys concordant

d’aquesta interpretació és la deformació necessari pel seu desenvolupament. A nivell qualitatiu,

no obstant l’escurçament moderat de la D2 (aprox. 55%), no hi ha solapament dels boudins. Una

primera estimació de l’allargament associat és d’un 350% sense restituir la D2. Si aquesta és

extreta, almenys impliquen allargament entre un 700-850%. Implica relacions axials de l’el·lipse

Page 12: 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods...Capítol 3 158 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods 3.4.1 Introducció Una de les particularitats de l’àrea

Context Geològic. Descripció i Anàlisi de Camp

169

Fig. 3.35 (a) Esquema de camp de la Fig. 3.33. (b) Esquema interpretatiu suposant un origen a partir de boudinage d’un dic de quars. La deformació associada a la D1 ha d’implicar condicions d’alta deformació. (c) Esquema d’interpretació a partir d’un conjunt de venes de quars aïllades i retreballades durant la D1. Veure text principal.

seccional de deformació (Rs) entre 40-50!. I suposar la D1 com una deformació d’elevada

intensitat, almenys a nivell local, on al S1 hauria de ser molt penetrativa a la roca i contraria a la

conservació del bandejat composicional primari dels materials.

Una interpretació alternativa és mostrada a la Fig. 3.35c, on l’origen inicial dels quartz-rods s’ha

suposat a partir d’un conjunt de venes de tensió aïllades i no inteconnectades. Segurament

presenten una geometria corba als seus extrems. En general a baix angle, encara que algunes

presentarien una major obliqüitat, amb disposicions semblants a les venes tensionals descrites

per Hudleston (1989) o Swanson (1992). Permet explicar l’absència de superfície de sutura i el

pas de la S0/1 a través dels “interboudins”. Durant la D1 són retreballades. donant geometries

lleugerament sigmoïdals i lenticulars, i amb la possibilitat de desenvolupament local de

boudinage. Pera aquestes consideracions, l’estirament local al llarg de les superfícies de sutura

detectades indicarien valors entre un 100-150%, o Rs=4-6. Aquesta valors són més coherents

Page 13: 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods...Capítol 3 158 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods 3.4.1 Introducció Una de les particularitats de l’àrea

Capítol 3

170

indicant una deformació D1 moderada, segurament intensificada per la natura de l’encaixant

metapelític i amb un suposable comportament més incompetent respecte els nivells de

metagrauvaques. Durant la D2 la natura inicial no simètrica i sigmoïdal dels límits dels boudins,

explicaria la possibilitat de plegament dels extrems dels boudins o, fins i tot, dels propis boudins.

3.4.4 Relació entre els sigmoïdals quartz-rods i l’encaixant. Natura de la pertorbació.

Alhora de plantejar un estudi geomètric de més detall .és necessari plantejar quina és la relació a

nivell de superposició de pertorbacions entre els quartz-rods i l’encaixant (veure capítol 1.4).

Encara és més necessari per la natura anisòtropa i bandejat composicional de la seqüència

metasedimentària. Per poder comprendre el seu desenvolupament, s’haurà d’identificar quins són

els aspectes de disposició, geometria etc. propis al plegament de capes inhomogènies i aïllar

aquelles possibles distorsions originades pel domini de pertorbacions de l’encaixant. S’han

d’identificar condicions dels quartz-rods on es comporten activament, d’aquelles situacions no

actives ja sigui per fluxos distribuïts (per exemple plecs) o localitzats (bandes de transposició

S2). Donat que la modelització numèrica és centrarà en el plegament de capes aïllades i

mecànicament actives (single-layers), s’han de reconèixer i definir una sèrie de criteris per

seleccionar les estructures de camp que millor s’aproximen a aquestes condicions: capa única

activa.

L’increment del grau de localització i la disharmonia de la geometria dels sigmoïdal quartz-rods

respecte l’encaixant o altres venes de quars, s’han interpretat com a indicis d’independència

respecte a un comportament multicapa (Fig. 3.36a, b). Sobretot a nivell de comparació entre les

longitud d’ona de les pertorbacions de l’encaixant i dels rods. Longituds de pertorbacions del

rods entre 3-4 vegades majors a la de l’encaixant són tractades com a situacions actives. Altres

criteris, són el desenvolupament d’una foliació induïda per la rotació i/o el caràcter més

resistents dels rods o la localització de gradients de distribució i de la intensitat de la S2.

L’amortiment de la deflecció de la Ss/1 associada al desenvolupament dels rods és en part funció

de la relació axial d’aquests cossos (Ri), i presenta una àrea d’influència entre 2 a 3 cops la

llargada dels cossos (Fig. 3.37). La seva disposició és el·líptica i coincident amb l’eix llarg dels

boudins o disposició de flanc curt. La propagació de les inestabilitats en el medi també és

controlada pels canvis litològics. D’aquesta forma la deflecció és ràpidament amortida amb els

canvi de litologia (sobretot amb els nivells metapelítics). El caràcter heterogeni de la distribució

de materials origina diferències en la seva simetria a cadascun dels dos costats dels rods. Això

fa que les zones afectades sempre siguin relativament petites i que en general l’origen dels plecs

Page 14: 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods...Capítol 3 158 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods 3.4.1 Introducció Una de les particularitats de l’àrea

Context Geològic. Descripció i Anàlisi de Camp

171

Fig. 3.36 (a) Vena de quars aïllada dins un nivell metapelític. Mentre el boudin (1) mostra un independència respecte les pertorbacions de l’encaixant i és pot considerar com una estructura “activa”, per el (2) la seva geometria és condicionada pel plecs de l’encaixant. Aquest darrer cas representa una estructura “no activa” i no serà utilitzada per l’anàlisi de la cinemàtica i la deformació a partir de quartz-rods. (b) Efecte multicapa per la proximitat de les venes de quars i de l’encaixant. Tampoc no seran emprades per futurs anàlisi. Únicament condicions de capa aïllada i activa.

Fig. 3.37 Variació de les inestabilitats al voltant d’un quartz-rod en un nivell metagrauvàquic. Aquestes normalment són ràpidament amortides a l’encaixant amb àrea d’influència entre 2-3 cops la longitud d’aquests cossos. Observar que la pertorbació no es troba associada al plegament multicapa de la seqüència metasedimentaria.

Page 15: 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods...Capítol 3 158 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods 3.4.1 Introducció Una de les particularitats de l’àrea

Capítol 3

172

mètrics i decamètrics no siguin el reflex de la rotació d’aquests cossos; encara que es deuen

beneficiar d’aquestes inhomogeneïtats en el medi a l’hora de nuclear-se. Ni tampoc una

explicació subordinada de la rotació dels rods per la rotació dels seus flancs.

En general, aquests aspectes són dependents de l’espessor i longitud absoluta dels quartz-rods, de

l’alternança del gruix de la seqüència metasedimentària, el grau de desenvolupament de la

crenulació S2 i de la relació volumètrica de venes de quars dins la roca. Per a espessor de les

venes b<2-3 cm, la disposició de l’estructura és altament controlada per l’encaixant. Els rods

mostrats a les figures anteriors són exemples de situacions relativament actives i independents de

l’encaixant. Però, també abunden exemples de geometries no actives o altament complexes que

no seran utilitzades pel futur anàlisi geomètric ni la seva modelització (Fig. 3.38).

Fig. 3.38 (a) Exemple de camp de vena de quars plegada harmònicament amb l’encaixant. S’han interpretat com “no actives”. (b) Organització complexa en una zona de xarnera. Hi han efectes des de efectes multicapa, sentits de rotació oposats o la presència de venes de quars amb orientació horitzontal (marcada amb corba negre i nº1). Observar el plec d’interferència F2.

3.4.5 Geometria tridimensional.

Des d’un principi s’ha assumit que els rods representaven una estructura caracteritzada per la

seva linealitat en vertical. La manca de seccions verticals al camp fa difícil poder establir la

geometria tridimensional real dels quartz-rods. Mentre en secció horitzontal presenten una

geometria sigmoïdal i lenticular, quan són visibles en vertical tenen una tendència a ser molt més

allargats i fusiformes, amb geometries que recorden a estructures pinch-and-swell. També

s’observa una carència de disposicions asimètriques. Es poden aproximar a una geometria de

cilindre aixafat de longitud axial curta. La figura 3.39 mostra un esquema de diferents seccions

perpendiculars a l’eix dels boudins per a un exemple real de vena de quars Q1 d’espessor

centimètric. Una seqüència de talls permet observar la variació d’espessor d’aquests cossos en la

Page 16: 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods...Capítol 3 158 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods 3.4.1 Introducció Una de les particularitats de l’àrea

Context Geològic. Descripció i Anàlisi de Camp

173

Fig. 3.39 Esquema d’un exemple de camp de la variació de la geometria en secció dels quartz-rods al llarg de l’eix dels boudins (aproximadament amb una orientació subverticcal).

direcció vertical. Aproximadament, els eixos dels plecs F2 s’adapten a la geometria dels boudins,

amb variació d’orientacions verticals fins a moderadament inclinades amb angles de pitch entre

±30-40º respecte el sentit de cabussament.

La variació d’espessor origina també una modificació de la relació axial (Ri) dels boudins. Per

l’exemple mostrat, en una distància de ~20cm passem d’un boudin d’espessor b~3cm i relació

axial Ri~3, a un segment de capa irregular amb espessor b~0.5cm i Ri>10. L’angle de rotació

dels flanc del plec també varia, incrementant-se amb l’aprimament de la capa i la proximitat a

una estructura de plegament. Això genera incertesa sobre els significat i l’objectivitat de les

dades tant de relacions axials com d’angle de rotació dels rods que puguem mesurar a la secció

horitzontal. A nivell qualitatiu, els quartz-rods de mida de desenes de cm. sembla que la

continuïtat en vertical és lleugerament major, de la mateixa forma que la seva rotació. De forma

qualitativa, la tendència dels rods a ser uns cossos cilíndrics o més esfèrics pot ser detectada

atenent l’amplada de la zona de deformació afectada per a la rotació d’aquestes partícules. Per a

relacions entre 2 a 3 vegades la longitud de l’eix màxim, haurien de ser força cilíndrics, doncs

per a geometries esfèriques o el·lipsoïdals aquesta és molt restringida al seu voltant, i amb

longituds inferiors a una vegada la llargada de l’eix (Cox 1970).

Page 17: 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods...Capítol 3 158 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods 3.4.1 Introducció Una de les particularitats de l’àrea

Capítol 3

174

L’estudi de les seccions verticals permet observar la disposició de la lineació d’estirament. En

general, en la superfície dels rods és pot observar una lineació d’estirament d’orientació similar a

la lineació de crenulació dels plecs F2 de l’encaixant (Fig.3.40a), però de forma similars a les

venes de quars Q1 aquesta és plegada pels plecs F2 associats als rods. Aquesta també és obliqua

als eixos dels boudins. A nivell d’interpretació lògica hauria de representar la L1, però no

s’acaba d’entendre la seva relació amb la deformació D2 i els eixos dels plecs F2. A detall

sembla la crenulació de les capetes que formen la vena de quars. Per a situacions de rods

d’espessor fi (<1cm), la disposició és tal com s’ha explicat prèviament. Per a rods de majors

dimensions (>4cm), la disposició de la lineació és subhoritzontal i subparal·lela a la direcció de

màxima rotació (Fig.3.40b). És adaptativa a la seva geometria. Les zones on millor s’observa és

als arcs externs de l’encaixant dels rods de mides mètriques. El fet del caràcter sincinemàtic amb

la D2 d’aquests últims, fa interpretar la lineació com associada a la rotació dels rods durant la

D2. A nivell interpretatiu i més qualitatiu (Fig. 3.41), la variació d’espessor absolut i potser, de la

relació axials dels sigmoïdal quartz-rods sembla que origina una variació de la rotació total, amb

decreixement cap a situacions de morfologia de partícules aïllades, i de la disposició de la

lineació d’estirament (Le). Aquesta darrera varia des d’orientacions verticals i paral·lels al sentit

de cabussament per a espessors prims, fins a orientacions subhoritzontals i angles de pitch de

fins a 90º amb el sentit de cabussament. Sembla que certa partició de la deformació o del seu

Fig. 3.40 (A) Imatge de camp de la zona d’arc extern dels quartz-rods. Es pot observar un lineació d’estirament (L2) i de crenulació (Lcr2) paral·lela als eixos dels plecs F2. (B) Detall de les cares dels boudins amb el desenvolupament de lineacions subhoritzontals (Lrods).

Page 18: 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods...Capítol 3 158 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods 3.4.1 Introducció Una de les particularitats de l’àrea

Context Geològic. Descripció i Anàlisi de Camp

175

Fig. 3.41 Esquema interpretatiu entre rotació finita, mida del boudin i desenvolupament de la lineació associada a la D2. Representen vistes en planta, amb direcció vertical paral·lela a l’eix Z. La variació geomètrica inicial afavoreix la possibilitat d’ efectes locals i de partició de la deformació D2.

comportament és produeix en direcció vertical acomodant-se a una dualitat entre domini aparent

de l’extensió paral·lela als eixos dels plecs o domini de la rotació del cos. Finalment, insistir en

aquesta dependència a nivell qualitatiu de la mida absoluta dels cossos. A nivell qualitatiu i

d’observació de camp ja s’observa un comportament diferent amb l’increment absolut de

l’espessor. Això també succeeix amb les venes de quars plegades on l’amplificació dels plecs

disminueix per aquelles més fines (d’espessor mm) i s’incrementa la influència de la crenulació

de l’encaixant. Per a cossos de mida molt gran, la deformació normalment és complexa, amb

disposicions i creixement sintectònic, fent la seva utilització inviable. Gran part de les dades de

la caracterització geomètrica i cinemàtica es farà per a sigmoïdals quartz-rods de mides mitjanes

entre 2-10cm.

3.4.6 Descripció geomètrica de la transició entre formes de plecs i partícules aïllades.

Un dels aspectes essencials de les morfologies de les venes de quars Q1 és la seva elevada

irregularitat i variació del seu espessor. Durant la deformació D2 és produeix el retreballament

d’aquestes venes, amb el desenvolupament d’estructures clàssiques de plegament o respostes

pròpies a la dinàmica de partícules rígides. Però també, a nivell de camp podem observar

exemples de configuracions intermèdies entre aquests dos extrems (Fig.3.42). Hi ha una variació

gradual i consistents entre tots dos extrems, amb formes que recorden a plecs o a cossos aïllats.

La transició es pot definir mitjançant la variació de l’espessor entre els boudins. La gran qüestió

que se’ns planteja és com la configuració inicial de les capes afecta al desenvolupament de les

estructures associades a la D2. Primer de tot és necessari una primera descripció qualitativa de

les principals tendències del sistema. Aquests aspectes ens permetran identificar les pautes

Page 19: 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods...Capítol 3 158 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods 3.4.1 Introducció Una de les particularitats de l’àrea

Capítol 3

176

Page 20: 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods...Capítol 3 158 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods 3.4.1 Introducció Una de les particularitats de l’àrea

Context Geològic. Descripció i Anàlisi de Camp

177

Fig. 3.42 Exemple de camp de la transició entre capes d’espessor homogeni i partícules aïllades. El pas de la fotografia (a) a (e) representa aproximadament un decreixement de la relació d’espessor de l’interboudin (Ti). Observar que a nivell geomètric implica un increment del grau d’asimetria de les estructures. L’amplada de la foto (b) representen 30 cm., la (d) 6 cm. i la (e) 20 cm.

generals i seran la font d’inspiració per a la posterior definició dels models numèrics i analògics.

La Fig. 3.42 és un molt bon exemple de la variació d’estructures amb la distribució heterogènia

de l’espessor. Les fotografies es troben ordenades segons l’espessor de l’interboudin, amb

reducció d’aquest de dalt cap a baix de la figura. Primer de tot, reafirmar la variació coherent i

consistent de les geometries desenvolupades amb la variació d’espessor. La relació entre causa-

efecte a nivell de reducció d’espessor però no és tan simple, doncs també han d’intervenir altres

factors de configuració com la distància entre pertorbacions o les relacions axials dels boudins.

Atenent l’exemple, amb la disminució d’espessor passem de geometries de plecs “simètrics” a

arranjaments finals de les pertorbacions molt asimètriques. Aquesta disposició és sintètica amb

l’asimetria dels plecs desenvolupats a l’encaixant. Aquest aspecte encara és més evident per

l’exemple Fig. 3.42b. En els segment de venes d’espessor més homogeni (a l’esquerra de la

fotografia) els plecs són pròxims a la classe 1b (Ramsay, 1967), amb formes de “M” i amb

orientació del pla axial subparal·lel a la S2 i obliqua a l’envolvent de la capa. En canvi els

segments de capa amb geometries de boudins i interboudins mostren una disposició altament

asimètrica i consistent, amb la disposició sistemàtica de la part dels boudins en el flanc curt dels

plecs de l’encaixant. Almenys per aquest exemple, la variació d’espessor potencia el

desenvolupament d’arranjaments asimètrics definits a partir de la imbricació dels boudins.

L’asimetria és una expressió de la configuració primària de la capa, però ho és també de la

cinemàtica de la deformació? Una pregunta oberta que no és de fàcil resposta amb les dades de

camp. Altra observació més complexa és referent a la rotació dels flancs de les pertorbacions.

Amb la disminució d’espessor sembla que disminueix la rotació final dels boudins respecte al

flanc equivalent dels plecs amb espessor homogeni. Però no és clara doncs representen exemples

de diferents llocs i per tant amb deformació finita variable. Un aspecte més clar és la

dependència amb la relació axial dels boudins. Amb l’increment de Ri disminueix la rotació

final. (Fig. 3.42c, boudins situats a l’esquerra). D’aquest mateix exemple és més evident la major

rotació dels flancs dels plecs d’espessor homogeni que els boudins. Per una unitat de longitud

d’ona de plec amb configuració de boudin i interboudin, la rotació dels boudins respecte

l’envolvent de la capa és menor a la rotació dels flanc associat a l’interboudin (Fig. 3.42b). Els

flanc més rotacional és aquest darrer. Això origina una disposició de la S2 altament refractada i

amb geometria de ventall a d’aproximar-se a aquests flancs. Per contra, la S2 respecte als

Page 21: 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods...Capítol 3 158 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods 3.4.1 Introducció Una de les particularitats de l’àrea

Capítol 3

178

boudins és normal als seus límits. Per a situacions pròximes a partícules aïllades no és tan

evident quina és la part més rotacional (Fig. 3.42d, e). La zona de xarnera dels plecs és localitza

a la proximitat dels colls dels boudins, podent arribar a plegar els extrems dels boudins. No

representa una simple inflexió d’arrossegament com en partícules aïllades (Hudleston and Lan,

1994b), sinó és una autèntica zona de xarnera amb diferenciació geomètrica entre l’arc extern i

intern. Amb la disminució de l’espessor de l’interboudin la curvatura de la xarnera cada cop és

més abrupte i puntual.

Alhora d’un tractament quantitatiu, la configuració de les estructures de camp s’han idealitzat a

una geometria “pinch-and-swell” formada per l’alternança de boudins i interboudins (Fig. 3.43).

Per a una comparació més efectiva entre estructures i adimensionar el problemes s’han definit el

següent conjunt bàsic de paràmetres de configuració,

1) Relació axial dels boudins (Ri). S’ha definit com el quocient entre la longitud i l’espessor

dels boudins. S’ha aproximat la geometria dels boudins a una el·lipse.

2) Espessor normalitzat de l’interboudin (Ti). S’ha definit a partir de la relació d’espessor

mig entre l’interboudin i el boudin. Representa un paràmetre de relació entre parells de

boudins.

3) Longitud normalitzada de l’interboudin (Di). S’ha definit com la relació entre la longitud

de l’interboudin i el boudin. També és un paràmetre de relació entre parells de boudins.

4) Angle de rotació de l’eix llarg del boudin respecte l’envolvent de la capa (α). També s’ha

mesurat l’angle de rotació de l’interboudin (αthin limb).

5) Angle d’obliqüitat de la S2 respecte a l’envolvent de la capa (θ). Aquests dos darrers

paràmetres són equivalents a l’angle respecte la S0/1, doncs únicament s’ha utilitzat venes

Q1 paral·leles a la S0/1.

A part de la mesura d’aquests paràmetres de configuració geomètrica, addicionalment també s’ha

recollit informació de l’orientació dels elements estructurals (S0/1, S2, envolvent de capa, etc.),

litologia de l’encaixant, geometria i tipus genètic de rods, localització estructural i domin, etc.

De tots aquests paràmetres, el trienni Ri, Di i Ti són els bàsics per a poder descriure la geometria

d’aquestes estructures. Una descripció dels efectes dels dos darrers factors és a continuació

exposada.

Page 22: 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods...Capítol 3 158 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods 3.4.1 Introducció Una de les particularitats de l’àrea

Context Geològic. Descripció i Anàlisi de Camp

179

Fig. 3.43 Esquema idealització de l’estructura amb els paràmetres geomètrics que la defineixen Ri, Di, Ti i l’angle d’inclinació de l’eix a dels boudin α respecte l’envolvent S0/1.

3.4.6.1 Influencia del paràmetre Di

A gran trets ens permet comparar la relació de longitud d’ona entre els boudins i els

interboudins. Indirectament és una expressió de la proximitat entre els boudins. La disminució

d’aquest paràmetre ha de potenciar a la interacció entre boudins o pertorbacions, mentre valors

elevats indiquen situacions de boudins aïllats. Una comparació dels seus efectes en la geometria

final és mostra a la Fig. 3.44 per a valors de Ti=0.10-0.20. En general s’observa el

desenvolupament d’arranjaments asimètrics amb imbricació dels boudins però la geometria final

és dependent del valor de Di. Per a situacions de Di petits (Fig. 3.44a, Di<0.25), on l’interboudin

és de longitud curta, no hi ha la rotació dels boudins respecte l’envolvent de la capa sinó una

aparent rotació solidaria de tot el conjunt. Es poden observar geometries asimètriques a

l’interboudin però en general són dèbils. Per a valors una mica més grans de Di~0.25-0.5, la

geometria ja és imbricada i asimètrica, però els boudins mostren geometries plegades (Fig.

3.44b) . La localització de la xarnera no és a la zona del coll del boudin sinó que és situada a la

part dels extrems dels boudins. Les part més primes dels boudins són plegades i donen aquest

aspecte sigmoïdal a la geometria final. Si continuem incrementant el valor de Di, disminueix el

plegament dels extrems dels boudins i la zona de xarnera es localitza als seus colls (Fig. 3.44c,

Di=0.5-1.0). L’interboudin i el boudin corresponen als diferents flancs del plec i, per tant, hi ha

coincidència entre la geometria inicial (pre-D2) amb la final. Per a valor de Di>1.0, la longitud

de l’interboudin és suficientment llarga per desenvolupar múltiples inestabilitats de plegament, i

cert comportament independent entre els boudins i l’interboudin (Fig. 3.44d).

Page 23: 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods...Capítol 3 158 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods 3.4.1 Introducció Una de les particularitats de l’àrea

Capítol 3

180

Fig. 3.44 Efecte de la variació de la longitud normalitzada de l’interboudin (Di). Veure text per a una explicació.

3.4.6.2 Influencia del paràmetre Ti

Una primera descripció qualitativa d’aquest paràmetre s’ha realitzat al llarg de la descripció de la

Fig. 3.45. Segurament és tracta del paràmetre que més condiciona la geometria final d’aquestes

estructures. Mostrar els seus efectes no és simple, doncs aïllar solucions per a relacions de

longitud d’interboudin constant no és simple. Valors de Ti petits originen el desenvolupament

sistemàtic d’arranjaments asimètrics (Fig.3.42d,e i Fig. 3.44). El seu increment origina el

desenvolupament d’estructures no asimètriques ni imbricades (Ti>0.4). Sense relació amb la

configuració inicial ni la selecció de les longituds d’ona inicials La geometria final depèn del

valor de Di. Valors petits originen o la rotació solidaria del conjunt o el seu plegament (Fig.

3.45a.b). Aquestes recorden a trens de boudins plegats (parell de boudins de la dreta de la Fig.

3.44c), però també gran part de l’escurçament pot ser acomodat per deformació homogènia (Fig.

3.45b). Si la distancia de separació és el suficientment gran és poden desenvolupar plecs

independents als boudins. Molts cops mostren una única longitud d’ona entre boudins sense

aparent rotació d’aquests (Fig. 3.45). L’efecte de distribució de la Ti al llarg d’una capa pot

arribar a ser complex, sobretot per explicar la selecció de pertorbacions i la relació entre flancs

Page 24: 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods...Capítol 3 158 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods 3.4.1 Introducció Una de les particularitats de l’àrea

Context Geològic. Descripció i Anàlisi de Camp

181

Fig. 3.45 Exemples de camp de la influència de l’espessor de l’interboudin (Ti). L’increment d’aquest tendeix a una pèrdua de l’asimetria de l’estructura. Per a longituds petites d’interboudin la deformació s’acomoda a partir de la rotació conjunta del sistema (a) o per elevada deformació homogènia (a, i detall en b). Si l’interboudin és suficientment llarg, es desenvolupa una única longitud d’ona (c). (d) Exemple d’arranjament amb ordenació complexa on es pot comprovar com per a mateixa disposició de flanc curt, l’interboudin rota més que un boudin.

curts i llarg (Fig. 3.45d). La localització de l’interboudin al flanc curt tendeix a mostrar rotacions

molt més elevades que respecte a situacions on ho és el boudin.

3.4.6.3 Geometries anòmales

A un primer cop d’ull, el conjunt de sigmoïdal quartz-rods i de les venes de quars mostren una

disposició altament asimètrica amb sentit de rotació senestre respecte a la S0/1. Fins i tot es pot

arribar a considerar sistemàtic. Una observació més detallada ens permet observar desviacions de

la configuració dominant. Així per exemple, l’increment del valor Ti i la homogeneïtzació de les

venes de quars tendeix a disminuir la seva simetria. Però, també és possible observar desviacions

per a valors de Ti baixos, on es produeix la rotació aparent dels boudins en sentit dextral (Fig.

3.46a) o el desenvolupament d’un arranjament imbricat asimètric dextral (Fig. 3.46b). Aquests

Page 25: 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods...Capítol 3 158 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods 3.4.1 Introducció Una de les particularitats de l’àrea

Capítol 3

182

Fig. 3.46 Exemples de camp de sentits de rotació dels boudins dextrals respecte la S0/1, tant (a) a nivell individual com (b) de conjunt. Per aquest darrer cas observar la marcada diferència de rotació aparent entre boudin i interboudin.

casos són minoritaris per a situacions aparents de capa aïllada (<5% de les observacions).

L’angle de rotació dels boudins són molt menors (fins a angles α <20º) que per a les situacions

“normals”; en canvi la rotació de l’interboudin per aquesta casos és molt més elevada,

incrementant-se la diferència entre l’angle de rotació del parrell boudin i interboudin.

Segurament el seu desenvolupament respon a control de la configuració inicial o de l’estructura.

Per exemple, molt cops és possible intuir una diferencia en la geometria entre les interfases

limitants dels boudins (boudin de l’esquerra Fig. 3.47a). No hi ha una coincidència entre les

zones de màxima curvatura amb un desfasament de la seva posició. Altres geometries anòmales

són boudins amb els dos extrems plegats en el mateix sentit (Fig. 3.47a, boudin de la dreta), o

que el boudin representa la zona de xarnera del plec. Molts cops l’angle de rotació final dels

boudins són dependents dels desenvolupament de plecs marginals localitzats als seus extrems.

L’increment de la relació axials dels boudin tendeix a afavorir-ne, i un comportament

irrotacional del boudins. Això també és similar amb l’increment del plegament de l’interboudin.

L’increment de la deformació o l’amplificació de la crenulació tendeixen a originar disposicions

anòmales (veure Fig.3.38), però relacionades amb efectes multicapa, d’interferència de

pertorbacions de diferent o mateix ordre. Finalment, efectes locals com desenganxament de la

seqüència metasedimentària, disposicions subhoritzontals de les venes de quars, o sobretot la

proximitat a rods poligenètics originen morfologies i relacions difícilment traduïbles a nivell

cinemàtic (Fig. 3.47c). En general hi ha un pauta d’elevada variació de geometries i relacions

amb els plecs F2, però amb una tendència principal a un arranjament “ordenat”. Aquest mostra

una dependència a nivell de dominis de deformació.

Page 26: 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods...Capítol 3 158 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods 3.4.1 Introducció Una de les particularitats de l’àrea

Context Geològic. Descripció i Anàlisi de Camp

183

Fig. 3.47 Exemples de geometries anòmales. (a) Desfasament entre els punts d’inflexió de les superfícies limitants del boudin (cas del situat a la esquerra) o disposicions dels boudins a la zona de xarnera dels plecs (cas de la dreta). (b) Localització de plecs als extrems dels boudins origina una modificació de la rotació d’aquests, amb increment a una tendència a situacions irrotacionals. (c) Exemple de quartz-rods poligenètics. Una relació simple entre la seva disposició i la cinemàtica de la D2 és inviable. Observar en el costat dret un exemple de plec de desenganxament dins la seqüència metasedimentaria.

3.4.7 Disposició dels sigmoïdal quartz-rods a les zones de baixa i alta deformació.

A part dels aspectes de la configuració dels sigmoïdal quartz-rods, cal plantejar-se quina és la

seva relació i disposició amb els elements estructurals de la D2. Com s’ha explicat prèviament, la

D2 té un caràcter molt heterogeni amb el desenvolupament de gradients i dominis amb diferent

intensitat de deformació. Les possibilitats de treball amb els conjunts de rods, varia entre els

dominis de baixa i alta deformació. Per a una futura sistematització i quantificació de la

cinemàtica és necessari relacionar els paràmetres de geometria dels rods amb els elements

estructurals, tals com la posició dins els plecs mètrics F2 o la seva relació d’orientació amb la S2

(θ). Mentre això és relativament senzill per als dominis de baixa deformació, l’increment de la

deformació origina la pèrdua dels elements de referència i impossibilita un anàlisi més detallat i

acurat de l’estructura.

3.4.7.1 Rods desenvolupats en zones de baixa deformació. Influència plecs decamètrics

Les zones de baixa deformació són caracteritzades pel desenvolupament de plecs asimètrics a

escala mètrica i decamètrica, amb una distribució de la deformació influïda per la natura litologia

Page 27: 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods...Capítol 3 158 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods 3.4.1 Introducció Una de les particularitats de l’àrea

Capítol 3

184

dels materials. En general són plecs que mostren un fort engruiximent del flanc curt i de la zona

de xarnera respecte al flanc curt. L’asimetria d’aquests plecs és similar als dels quartz-rods, amb

coincidència amb els flanc curts. La menor deformació permet una millor observació i

reconeixement dels diferents elements. Fins ara, totes les observacions i descripcions representen

exemples d’aquestes zones. La organització dels quarzt-rods és diferent segons la posició dins

els plecs mètrics.

Els flancs llargs presenten una direcció N-S amb cabussaments verticals cap al est. La S0/1 és

presenta plegada amb escurçaments entre un 30-40%. La orientació de la S2 depèn de la litologia

dels materials. En general presenta un direcció NE-SW, però l’angle d’intersecció amb la S0/1

(θ) varia entre 65º-55º pels nivells de metagrauvaques, a valors entre 45-35º per a les

metapelites. El sentit d’obliqüitat és antihorària respecte a la normal de la S0/1 (FIg. 3.48a). Els

rods presenten una disposició preferencialment asimètrica, amb sentits de rotacions senestres

respecte a la S0/1 i angles variable fins a un màxim de 70º-90º. S’observa una dependència de la

rotació final respecte la relació axial de la partícula, però la dispersió de les dades és molt

elevada. L’orientació de la S2 és a un elevat angle respecte a l’eix llarg dels boudins. Les

rotacions necessàries per a la paral·lelització dels rods amb la S2 són com a mínim entre 140º a

120º La rotació finita dels boudins i interboudins és molt variable, però en general és

lleugerament superior pels interboudins.

En els flancs curts dels plecs mètrics, també s’observa una tendència asimètrica de l’arranjament

dels boudins (3.48b). L’orientació d’aquests flancs és aproximadament NW-SE. Presenta una

morfologia d’engruiximent amb forta reducció de la longitud d’ona respecte al cas dels flancs

llargs. En general l’aspecte de la zona de xarnera és similar als flancs curts, i la descripció

d’aquest darrer també és vàlida per a les zones de xarneres. La orientació de la S2 és independent

de la litologia amb angles d’obliqüitat amb la S0/1 entre θ=75-90º. El sentit d’obliqüitat és

horària respecte a la normal de la S0/1. La disposició dels rods és més variable, amb la

possibilitat de rotacions tant dextrals com senestrals respecte la S0/1, encara que aquestes

últimes són les més abundants i amb valor més elevat (fins a 75º, mentre en sentit dextral no

superen els 30º; Fig. 3.52). Molts boudins mostren geometries de plegament, representant zones

de xarnera d’aquests plecs. L’orientació de l’eix màxim dels rods té una tendència a

paral·lelitzar-se amb la S2 amb l’increment del valor de la rotació final (Fig. 3.48b). La

diferencia de rotació entre els boudins i els interboudins és elevada, amb valors molt més elevats

per aquest darrer cas. Això origina una disposició més asimètrica i plecs de l’interboudin més

Page 28: 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods...Capítol 3 158 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods 3.4.1 Introducció Una de les particularitats de l’àrea

Context Geològic. Descripció i Anàlisi de Camp

185

Fig. 3.48 Disposicions dels quartz-rods en els plecs d’escala mètrica. (A) Arranjament asimètric en flanc llarg. (B) Arranjament asimètric en zona de flanc curt-xarnera. Observar la diferencia d’orientació entre la S0/1, S2 i els boudins. També la diferència de rotacions entre les posicions de flanc curts i llarg dels plecs. (C) Detall de la complexitat de les zones de xarnera i flanc curt amb el desenvolupament de la crenulació. És possible observar des d’exemples amb disposició del boudin al flanc i amb geometria asimètrica (sensetra o dextra), fins a disposats en zones de xarnera.

Page 29: 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods...Capítol 3 158 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods 3.4.1 Introducció Una de les particularitats de l’àrea

Capítol 3

186

tancats i desenvolupats. El millor desenvolupament de la crenulació origina un arranjament més

complex i variable, amb la superposició de pertorbacions i geometries tipus “M”.

La sistematitzat de l’asimetria relativa dels rods en tots dos flancs ha estat interpretada com a

una evidència que els plecs d’escala mètrica foren generats amb posterioritat al desenvolupament

dels rods sigmoïdals (Druguet et al., 1997). Però, notar que la relació d’orientació dels rods

respecte a la S2 no és equivalent en ambdós flancs. Mentre al flanc llarg, la S2 és a un angle

elevat de l’eix llarg dels boudins i són necessàries elevades rotacions per a la seva

paral·lelització, als flancs curts la S2 és disposa a una angle baix d’obliqüitat respecte l’eix dels

boudins. De la mateixa forma la geometria dels plecs d’interboudin és diferent.

3.4.7.2 Rods desenvolupats en zones d’alta-moderada deformació.

L’increment de la deformació D2 origina la rotació dextral dels elements estructurals i una

reducció de l’angle entre la S0/1 la S2. A nivell d’acomodació de la deformació, hi una

progressiva variació de condicions d’escurçament a extensió finita paral·lela a la S0/1.

El inici del desenvolupament de bandes de transposició, i el retreballament i partició de

l’estructura complica la interpretació d’aquestes zones. A nivell de rods, hi ha un ventall ampli

tant de geometries com d’orientacions respecte a la S0/1 externa i/o la S2 (Fig.3.49). No

s’observa cap relació entre la relació axial d’aquests cossos i l’angle de rotació final. Sembla una

distribució totalment aleatòria. És possible observar des de rods amb orientació paral·lela a la

S0/1 (α~0-20º) fins a disposicions d’aquests que impliquen rotacions molt elevades (α>140º). Si

que s’observa una relació entre la geometria dels quartz-rods i la seva orientació, que es poden

resumir en una sèrie de grups bàsics,

• Un primer grup caracteritzats per a quartz-rods sense geometria sigmoïdal i on no

l’interboudin no es troba plegat sinó que té una disposició recta, sense cap mena

d’inflexió en els extrems dels boudins. Mecànicament responen com a cossos competents

doncs molts cops en el extrems tallen la S0/1. Mostren evidències d’independència amb

l’encaixant, amb no harmonia amb les zones de xarnera de l’encaixant. Corresponen a

quartz-rods amb disposicions molt paral·leles amb la S0/1, amb angles entre 0º a 30º. La

geometria d’aquests cossos recorden a cossos com els mica-fish o els porfiroclastes tipus

“σ” (Passchier and Trouw, 1996).

• Progressivament, hi ha una transició cap a quartz-rods amb geometries sigmoïdals i

semblants a les descrites per a les zones de menor deformació (α >20-30º). Sentit

Page 30: 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods...Capítol 3 158 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods 3.4.1 Introducció Una de les particularitats de l’àrea

Context Geològic. Descripció i Anàlisi de Camp

187

Fig. 3.49 Exemples de camp de sigmoïdal quartz-rods situats en les zones deformació moderada-alta i inici de la transposició de la S0/1. Els exemples es troben ordenats en referència a l’angle entre el boudin i la S0/1. Aquesta en les fotografies presenta una disposició horitzontal. Veure text per descripció variació geometria de l’estructura.

d’asimetria senestre. Però, l’increment de l’angle amb la S0/1 origina el plegament dels

boudins, fins i tot per aquells amb geometries de partícula aïllada. S’observa quan l’eix

llarg és pròxim o ha creuat la direcció de màxima deformació finita (α =70-100º). És a

dir, formen un angle elevat amb les foliacions de crenulació i/o transposició.

Page 31: 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods...Capítol 3 158 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods 3.4.1 Introducció Una de les particularitats de l’àrea

Capítol 3

188

• Un darrer grup el formen aquells quartz-rods amb geometries sigmoïdals però amb

rotacions respecte a la S0/1 molt elevades (α > 120-140º). La geometria és asimètrica i

els plecs marginals dels boudins presenten una forma isoclinal. Tots dos flancs són

paral·lels. Presenten gradients elevats de deformacions, amb desenvolupament de la S2

adaptada a la geometria dels cos. Es troben associats a plecs d’escala decamètrics amb

desenganxament de les zones de xarnera de l’encaixant. Normalment els seus efectes són

locals, amb el desenvolupament d’una banda d’alta deformació que els “aïlla” de

l’encaixant. Presenten geometries similars als porfiroclastes tipus “δ”.

Intentar explicar aquesta tendència dels quartz-rods com una estructura independent o dominant

respecte a les pertorbacions de l’encaixant no sembla coherent. Segurament estem observant la

influència del tancament de les zones de xarnera dels plecs mètrics i la localització d’extensió

paral·lela als seus flancs. La Fig. 3.50 mostra un exemple entre la relació dels quartz-rods i

aquests plecs. Es pot observar que la seva geometria respon a la diferent posició relativa en

aquests plecs. Quartz-rods situats en zones de flanc amb extensió mostren el primer grup de

geometries, amb formes que recorden al desplegament de plecs (quartz-rods situats a la part

dreta i central de la figura). Indicarien retreballament de l’estructura durant l’increment de la

deformació, amb sentit de rotació dextral respecte l’envolvent S0/1. Observar que hi ha

lliscament senestre entre les capes de quars per acomodar la rotació aparent dextral. Si suposem

un lliscament discontinu entre aquests plans (Ramsay, 1967), i valors de lliscament entre 4-3 mm

i espessor de les capes de quars 3-2 mm, l’angle aparent de la rotació dextral podria ser com a

màxim entre 45º-55º. Aquells quartz-rods disposats pròxims a les zones de xarnera dels plecs F2

mostren geometries plegades, amb formes semblants a un “croissant”. En canvi els situats en els

flancs curts corresponen aquells amb rotacions model elevades. Observar que és similar al

desenvolupament de zones de flancs més competent amb components de rotació “rígida”

semblant als rods. La presència d’aquest n’afavoreix. El desenganxament i disharmonia entre

nivells pelítics i més competents és evident a partir de la Fig. 3.50.

El grau de dependència entre els quartz-rods i els plecs de l’encaixant és molt elevada per ser

tractada independent i impossibilita un estudi cinemàtic dels rods com és farà als dominis de

baixa deformació. El grau de superposició és massa elevat per diferenciar efectes propis dels

quartz-rods, no obstant que la localització i desenvolupament d’aquests plecs cm-dam. es troben

estretament associats al desenvolupament dels quartz-rods durant als primers estadis de

deformació de la D2.

Page 32: 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods...Capítol 3 158 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods 3.4.1 Introducció Una de les particularitats de l’àrea

Context Geològic. Descripció i Anàlisi de Camp

189

Fig. 3.50 Detall de la relació de camp entre els plecs de l’encaixant i la geometria dels quartz-rods. Disposicions en flanc curt mostren evidències de sentit de rotació dextral respecte la S0/1. Els disposats en flanc curts mostren elevades rotacions senestres amb desenvolupament de geometries sigmoïdals. Observar la variació de la S2 (corbes de color blau) i la tendència a la rotació rígida de les xarneres dels plecs de l’encaixant.

3.4.8 Anàlisi i interpretació dels sigmoïdals quartz-rods.

3.4.8.1 Geometries bàsiques. Divisió de l’espectre Ti, Di

En aquesta secció s’establirà una divisió de les geometries tipus que defineixen l’espectre de

transició entre estructures desenvolupades en capes d’espessor homogènies i geometries de

partícules aïllades. Per fer-ho, s’ha generat una base de dades dels paràmetres Ri, Ti i Di dels

conjunts de quartz-rods del camp. Aquesta s’ha realitzat bàsicament mitjançant fotografies

digitalitzades. Els paràmetres Ti i Di representen la relació entre parells de boudins. És per això,

que un boudin dins un conjunt té associats dos valors d’aquests paràmetres, atenent als dos

boudins situats a ambdós costats. Per intentar minimitzar efectes multicapes, únicament s’han

utilitzat aquells que presenten independència amb l’encaixant i poden aproximar-se a condicions

de capa aïllada. La base de dades presentada en aquesta memòria és definida exclusivament

mitjançant les fotografies de capes pinch-and-swell plegades mostrades al llarg de les figures

3.42, 3.44-3.46 i 3.48. L’objectiu és relacionar la configuració de la capa inhomogènia amb

l’estructura desenvolupada. A partir de les observacions qualitatives dels efectes dels paràmetres

Di i Ti s’han definit sis categories bàsiques (Fig. 3.51):

Page 33: 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods...Capítol 3 158 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods 3.4.1 Introducció Una de les particularitats de l’àrea

Capítol 3

190

• Geometries de capes amb plegament múltiple de l’interboudin (multiple interboudin

folding). Els boudins són sintètics, però l’interboudin acomoda part de la deformació per

plegament independent als boudins. No es forma un tren de plecs dependents exactament

de les longitud d’ona de la configuració ideal pinch-and swell. L’arranjament és ordenat i

asimètric.

• Geometries de capes amb interboudin com a flanc de plec (interboudin fold limb). Els

plecs són funció de la relació de longituds entre boudin i interboudin. En un flanc

d’aquest es disposa el boudin mentre l’altre és tot el segment d’interboudin. Tot el

conjunt forma la longitud d’ona del plec. L’arranjament és ordenat i asimètric.

• Geometries de capes amb interboudin forçat com a flanc de plec (forced interboudin fold

limb). Els plecs són funció de la relació entre boudin i interboudins, però el boudin és

plegat en els seus extrems, originant una forma sigmoïdal. L’arranjament és ordenat i

asimètric.

• Geometries de capes plegada amb boudins (folded boudin layer). Els plecs no mostren

relació amb configuració de boudin i interboudin. Els boudins constitueixen flancs d’un

mateix plec, es troben plegats o representen la zona de xarnera dels plecs. No arranjament

dels boudins asimètrics.

• Geometries de capes amb una longitud d’ona a l’interboudin (single interboudin fold). És

una variació del primer cas on l’interboudin és plegat amb una única longitud d’ona. Els

Fig. 3.51 Esquema de les categories principals d’estructures de plegament de capes amb espessor no homogeni. Addicionalment s’han d’afegir els termes extrems de plecs desenvolupats en capes d’espessor homogeni i geometries de partícules rígides.

Page 34: 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods...Capítol 3 158 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods 3.4.1 Introducció Una de les particularitats de l’àrea

Context Geològic. Descripció i Anàlisi de Camp

191

boudins mostren disposicions paral·leles amb l’envolvent de capa o sentits de rotació

oposats.

• Geometries de capa “domino” i rotació conjunt de boudins (short intereboudin). Agrupa

a totes aquelles geometries on no s’observa una localització en funció de la configuració

pinch-and-swell. Aixó pot ser per rotació conjunt de l’envolvent o per acomodació de la

deformació per engruiximent de la capa i col·lapse entre boudins (similar al

retreballament d’una configuració de boudins del tipus “domino”; Goscombe et al.,

2004). Aquestes geometries corresponen a situacions de longitud d’interboudin curt.

Addicionalment a aquestes geometries cal afegir-hi les configuracions de partícula aïlla (o sense

continuïtat de capa en els extrems dels boudins) i de plecs desenvolupats en capa d’espessor

homogeni. Les geometries observades s’han intentat agrupar a cadascuna de les diferents

categories. La Fig. 3.52 mostra la distribució de les dades a l’espai definit pels paràmetres Di i

Ti. No obstant que la distribució dels camps també ha de ser dependent de la Ri, s’ha considerat

aquest terme com a secundari i més rellevant alhora de la rotació finita dels boudins. D’altra

forma, observar que Ri és implícitament contingut en la definició de Di i Ti (Fig.3.43).

L’espectre de les dades és molt ampli i variable. Comentar que representa una selecció de dades,

i que la dispersió d’exemples de camp pot ocupar tot l’espai. Les dades referents a capes

plegades i boudins aïllats no s’han plotejats, encara que representen les situacions extremes de

Ti. Una primer observació es pot fer en referència a la tendència a disposicions dominants

asimètriques de l’estructura. Bàsicament per a valors Ti >0.4, les estructures desenvolupades no

presenten una tendència simètrica (dades Fig. 3.52 i 3.54 amb tramat fosc). L’efecte del valor Di

no és tan evident. Valors massa baixos de longitud d’interboudin impossibiliten la selecció de

l’arranjament, disminuint el límit d’aquesta tendència fins a valors de Ti~0.2. Aquestes

distribucions confirmen les evidències que l’asimetria de gran part dels plecs de les venes de

quars del camp són un reflex de la variació de l’espessor de la capa. És evident que la disposició

de la foliació de pla axial en molts casos és obliqua a l’envolvent de capa, amb gradients de

deformació asimètrics respecte als plecs. Però per asimetria del plec ens referim a una selecció

de longituds d’ona diferents entre els flancs del plec. També fer notar, que les dades provenen de

condicions pròximes a capa aïllada, i els exemples amb possibles efectes de multicapa han estat

no seleccionats.

Per a una millor visualització i interpretació de les dades s’han traçat els límits aproximats que

separen les dades de les diferents categories bàsiques (Fig. 3.53). En general hi ha solapament

Page 35: 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods...Capítol 3 158 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods 3.4.1 Introducció Una de les particularitats de l’àrea

Capítol 3

192

dels camps, i ens indicaria la possibilitat de transició entre les geometries bàsiques. Però, no totes

les transicions entre categories són plausibles. Depèn de la seva localització dins l’espai Ti vs.

Di. Algunes ja havien estat inferides qualitativament, com la variació entre plecs múltiples i únic

plec a l’interboudin. És en gran part funció del de la longitud normalitzada de l’interboudin amb

transició entre valors 0.5-1.0. D’igual forma entre els camps d’interboudin forçat i rotació

conjunta de boudins. Aquesta transició era mostrada a la Fig. 3.44. Altres transicions no tan

evidents és el cas de “geometries de capes amb una única longitud d’ona” que pot ser

considerada la transició entre “capes de boudins plegades” i “capes de plegament múltiple”.

Donat el grau de solapament entre els camps de “capes amb interboudin com a flanc de plec” i

“capes amb interboudin forçat com a flanc de plec”, i la seva similitud geomètrica s’han agrupat

en un únic camp denominat “capes pinch.and-swell plegades”. Aquesta nomenclatura respon al

representar l’exemple d’estructura que millor reflexa la configuració inicial de la capa, i on la

selecció de les pertorbacions sembla que és funció de les longitud d’ona dels boudin i

interboudins. D’aquesta forma es poden definir un conjunt de sis grans camps que divideixen

l’espectre Ti-Di,

0

0.25

0.5

0.75

1

1.25

1.5

1.75

2

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1Ti

Di

Multiple interboudin folding

Interboudin fold limb

Forced interboudin fold limb

Folded boudin layer

Single interboudin fold

Short interboudin

> 2

Fig. 3.52 Gràfica amb la distribució de les dades de geometries dels sigmoïdal quartz-rods en funció de Di i Ti.

Page 36: 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods...Capítol 3 158 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods 3.4.1 Introducció Una de les particularitats de l’àrea

Context Geològic. Descripció i Anàlisi de Camp

193

Fig. 3.53 Divisió de l’espectre Ti vs. Di en els principals camps geomètrics. Veure text per a un explicació.

Fig. 3.54 Divisió de l’espectre Ti vs. Di entre els camps d’estructures amb geometries dominants asimètriques i aquelles sense una disposició sistemàtica asimètrica. L’increment de Ti condiciona la geometria de les est5ructures.

Page 37: 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods...Capítol 3 158 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods 3.4.1 Introducció Una de les particularitats de l’àrea

Capítol 3

194

• Geometries pròpies de la dinàmica de partícules. Per a valors de Ti<<0.10. S’ha inferit

el seu límit a partir del rang de distribució de les presents dades, i per tant de caràcter

temporal. La variació del paràmetre Di ha d’originar una subdivisió entre comportaments

mecànic pròxim a partícula aïllada o controlat per la interacció entre partícules.

Desenvolupament d’estructures asimètriques.

• Geometries de plegament múltiple de l’interboudin. Limitat aproximadament a valors

de Ti<0.4 i Di>0.5-1.0. Ha de ser factible una transició amb el de partícules rígides.

Segurament, la partició de la deformació que origina el plegament de l’interboudin ha de

possibilitar un comportament dels boudins pròxima al d’una partícula aïllada. Aquest

disminuirà amb l’increment de Ti. Per a l’exemple de camp, presenta un arranjament

asimètric. Segurament el conjunt de sigmoïdal quartz-rods “aïllats” responen aquests dos

primers camps.

• Geometries de capes plegades pinch-and-swell. Limitat per a valors de 0.10<Ti<0.4 i

0.25<Di<0.5-1.0. Representen l’estructura que millor reflexa la configuració inicial

irregular. L’adequació de les longitud d’ona origina el plegament dels extrems dels

boudins. És un comportament més pròxim a la situació de plec que no pas al d’una

partícula rígida. A nivell de camp desenvolupa geometries asimètriques, amb segurament

màxim de rotació dels boudins respecte als casos anteriors.

• Geometries de capes “domino” i rotació conjunt de boudins. Els seus límits de

desenvolupament són per a valors Di<0.25 i 0.10<Ti<0.4. És equivalent a la categoria de

forma prèviament definida. A nivell de camp no desenvolupa estructures asimètriques.

• Geometries de capes plegades amb boudins. Definida per a valors aproximats de Ti

entre 0.4 i 0.8. Per aquestes situacions la geometria dels plecs mostra una independència

amb la distribució dels boudins i no desenvolupa un estructura ordenada. Per a valors més

baixos molts cops la xarnera és localitza a la zona d’interboudin i els boudins representen

flancs oposats del plec, però l’increment de Ti potencia el plegament dels boudins i a una

distribució no correlada amb la previsible configuració inicial.

• Geometries de capa plegades. Per a valors de Ti>0.8 i on no és mesurable o intuïble

una configuració inicial de la capa irregular. Per a venes de quars D2, no és clara una

resposta asimètrica i la tendència aparent és a plecs “simètrics”. No és evident la

resposta asimètrica de les venes Q1 sigui relacionat per desenvolupament actiu

d’inestabilitats asimètriques o per la influència de l’encaixant.

Page 38: 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods...Capítol 3 158 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods 3.4.1 Introducció Una de les particularitats de l’àrea

Context Geològic. Descripció i Anàlisi de Camp

195

Si donem més importància al paràmetre Ti, l’espai Ti-Di és pot simplificar a quatre modes

principals: estructures lligades a la dinàmica de partícules, capes plegades amb boudins, capa

plegades d’espessor constant i un darrer camp format per la combinació dels altres tres camps

amb rang de distribució entre 0.10<Ti<0.4. Aquest darrer camp seria més general i agruparia a

totes aquelles estructures amb geometries pinch-and-swell plegades. La seva variació és en gran

part lligada a la adequació de les pertorbacions a l’espai de l’interboudin. Implícitament

representa un reflex de la relació de longitud d’ona/espessor de les pertorbacions, i de l’ordre de

superposició d’aquestes. La Fig. 3.55 mostra una correlació entre la geometria dels plecs i la

relació entre la longitud d’arc/espessor de l’interboudin (Lp/H). Aquesta quantitat ja és

continguda dins la definició dels paràmetres geomètrics bàsics mitjançant la relació,

/ 2 DiLp H RiTi

= (3.1)

A nivell de teoria de plegament, la mesura de la Lp/H és la base per a l’estimació de la longitud

d’ona dominant (Ldd) i del contrast de viscositat en el moment de la nucleació dels plecs

(Hudleston and Lan, 1993). Sempre els seu valor és menor a la longitud d’ona inicial dels plecs

com a conseqüència de la deformació homogènia de la capa.

Les diferents categories de geometries es distribueixen aproximadament en funció d’aquesta

Lp/H. Configuracions de capes amb boudins plegats o que han rotat conjuntament corresponen a

les geometries amb valors de Lp/H menors. Amb l’increment d’aquest es disposen

progressivament els camps amb “interboudin forçat”, “interboudin com a flanc de plec” i els

lligats als desenvolupament d’una o múltiples longituds d’ona dins l’interboudin (Fig. 3.55). La

disposició Lp/H d’aquests camps ha de ser funció de les propietats mecàniques del medi.

Sobretot, en referència a l’espectre d’amplificació de pertorbacions. L’adequació de la

configuració inicial pinch-and-swell a les longitud d’ones afavorides pel procés de buckling

facilitarà la preservació d’aquestes longitud d’ona inicials. És a dir, el desenvolupament d’un

tren de plecs que sigui reflex de la configuració inicial pinch-and-swell hauria de ser indici d’un

bon ajust d’aquesta geometria amb les L/H més afavorides de l’espectre d’amplificació. Aquelles

amb capacitat d’acomodar de forma eficaç la deformació. Sinó, es produeix el desenvolupament

de geometries independents a la configuració pinch-and-swell, originada per una longitud

d’interboudin massa curta o llarga. Llavors és produeix la nucleació i amplificació de noves

pertorbacions amb més capacitat d’acomodar la deformació. Segurament l’aspecte més crític són

L/H massa curta, doncs longitud massa llarga poden adaptar geometries anòmales (com xarneres

planes, etc.). Per tant, el rang de Lp/H amb geometries “perfectes” haurien de ser un reflex de la

Page 39: 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods...Capítol 3 158 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods 3.4.1 Introducció Una de les particularitats de l’àrea

Capítol 3

196

longitud d’ona dominant i una estimació qualitativa del contrast de propietats entre la capa

competent i el medi encaixant en el moment de la nucleació. Els valors de Lp/H que limiten els

camps són mostrats a la Fig. 3.55. Per a geometria perfecta el seu valor orientatiu és Lp/H=10-

14. Si idealitzem el medi com a viscós lineal i un escurçament mitjà paral·lel a la S0/1 entre un

25-30%, mitjançant el diagrama de Schmalholz and Podladchikov (2002) és pot estimar un

contrast de viscositat (m) entre 70-150. Minimitzant els efectes de deformació homogènia, el

contrast seria entre m=50-100 (Ldd=12-16). Implica un contrast de moderat a alt entre les venes

de quars i la seqüència encaixant metasedimentària.

Fig. 3.55 Esquema de la variació de la Lp/H de l’interboudin i la geometria dels plecs. Els valors de transició entre les estructures són indicats. Aquesta variació hauria de ser funció de les propietats mecàniques de les venes de quars i el seu contrast amb l’encaixant. Pel cas d’estudi, el contrast de viscositat en el moment de la nucleació hauria de variar entre m=50-100 (o Ldd=12-16).

3.4.8.2 Mesura del número de vorticitat cinemàtica en dominis de baixa deformació.

Diferents mètodes han estat proposats per a estimar el número de vorticitat cinemàtic (Wkm) a

partir de les rotacions de cossos rígids (Schoneveld, 1977; Ghosh, 1987; Passchier, 1987;

Vissers, 1989; Simpson and De Paor, 1993; Masuda et al. 1995). Bàsicament es poden agrupar

en dos procediments diferents:

• L’estimació del grau de no coaxilitat mitjançant la distribució de l’orientació de les

partícules en funció de la seva relació axial (Ghosh, 1987; Vissers, 1989; Beam and

Fisher, 1999; Masuda et al. 1995). Consisteix en la comparació del diagrama de rotació

total de les partícules respecte a les corbes teòriques de rotació finita per a deformacions

no coaxials (Ghosh and Ramberg, 1976). En general, la seva aplicació és incerta amb

múltiples solucions compatibles. El mètode és més factible si es coneix la deformació

Page 40: 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods...Capítol 3 158 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods 3.4.1 Introducció Una de les particularitats de l’àrea

Context Geològic. Descripció i Anàlisi de Camp

197

finita. Llavors es poden estimar les corbes per a diferent Wkm que impliquen aquesta

deformació. Una estimació més ràpida és mitjançant partícules esfèriques o cilíndriques,

doncs la seva rotació finita és directament proporcional de la deformació angular. S’ha de

mesurar la rotació finita respecte a les ISA per una estimació correcta del grau de no

coaxilitat (Wk’), sinó representarà una estimació del número de vorticitat cinemàtica

extern (Wk).

• Estimació quantitativa a partir de la distribució de partícules rígides rotades i la detecció

de posicions d’estancament (Passchier, 1987; Simpson, 1992; Simpson and De Paor,

1993). Aquest mètode es basa en el fet que per a condicions de cisalla subsimple (0≤ Wk

< 1), la rotació d’una partícula rígida pot arribar a ser nul·la. Aquesta condició depèn de

la orientació, relació axial de la partícula i de la Wk. D’aquesta forma la població de

partícules rígides es poden descomposar en dos grups: aquelles amb rotacions permanents

i que corresponen a relacions axials baixes, i un segon grup d’objectes estancats que

correspon a aquells amb relacions axials elevades. L’estimació de la Wk es realitza a

partir de determinar la relació axial que separa els dos camps (cutoff-point de Paschier,

1987). La informació pot ser complimentada a partir de la variació de relació axial i

orientació de la geometria dels porfiroclastes (Simpson and De Paor, 1993).

Els prerequisits d’aquests mètodes són condicions de relativa deformació homogènia i per un

període durant el qual la deformació pot ser considerada com estacionaria. Únicament per

aquestes situacions l’anàlisi cinemàtic és justificat i la mesura de vorticitat cinemàtica te alguna

mena de sentit. També, s’ha de complir que la mida de gra de la matriu sigui significativament

menor a la dels cossos rígids, que la dispersió d’orientacions i formes dels cossos sigui elevada i

que la deformació finita acumulada sigui el suficientment elevada per arribar a les posicions

d’estancament. En general, aquests requeriments són més fàcil que es compleixin per a zones de

cisalla d’elevada deformació i amb límits planars, on el flux pot ser considerat raonablement

homogeni i la seva cinemàtica estacionaria. Difícilment són vàlids per a zones de baixa i

moderada deformació com són les condicions de camp. És justament en aquestes regions per una

distribució elevada de la deformació i manca de localització on és més complicat assumir

condicions d’estacionarietat i homogeneïtat de la deformació. En gran part seran controlades

entre altres per les propietats mecàniques del material, pel desenvolupament de les diferents

pertorbacions i/o el grau tant de partició com de relació entre les pertorbacions. Això limita

l’aplicabilitat d’aquests mètodes a l’àrea d’estudi.

Page 41: 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods...Capítol 3 158 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods 3.4.1 Introducció Una de les particularitats de l’àrea

Capítol 3

198

Segurament les zones on els requisits d’aquests mètodes puguin ser més assumibles siguin les

zones de flanc llarg i xarnera d’escala mètrica dels dominis de baixa deformació. El

desenvolupament d’inestabilitats decamètriques és baix i en general presenten una disposició

dels elements estructurals força similar. Es podria arribar a assumir que la orientació de cisalla

principal és disposada paral·lela a la S0/1 i fixar el sistema de referència de la cinemàtica

paral·lela a la orientació de la S0/1. Les mesures necessàries per aplicar aquests mètodes són la

relació axial del quartz-rods (Ri), i l’angle (α) que forma l’eix llarg dels boudins (a) i la traça de

la S0/1 envolvent (Fig.3.56). Com prèviament s’ha explicat, sempre hi ha certa influència de

l’anisotropia i del bandejat composicional dels materials. No tota la població de quartz-rods serà

apte per l’anàlisi, sobretot les que responen a un comportament passiu o extern.. Per a reduir els

seus efectes, únicament s’han d’utilitzar aquells quartz-rods que no es trobin associats a

pertorbacions harmòniques de l’encaixant, desenvolupin una foliació associada a la rotació i/o

comportament més competent dels rods (Srods) i que generin al seu voltant gradients d’orientació

de la S2. Tampoc no s’utilitzaran els rods originats sincinemàtics amb la D2. De l’anàlisi de la

deformació finita mitjançant venes de quars homogènies s’ha deduït un control de la litologia

dels materials encaixants. També de la disposició de la S2. Per això, per a les zones de flanc llarg

s’ha diferenciat en tres grups de materials: nivells de metagrauvaques, nivells metapelítics i

alternances d’espessor centimètrics d’aquestes litologies (Fig.3.56a,b). Aquest darrer grup,

denominat multicapa, també engloba a tots aquells quartz-rods situats en els contactes entre les

capes. Per a les zones de xarneres no s’observa diferencies importants i s’han representat dins un

mateix diagrama (Fig.3.57). L’espessor d’interboudin normalitzat és per a tots els casos Ti<0.20 i

gran part de les dades equivalent a condicions de 0 <Ti< 0.10. Dels diagrames es pot observar

que la dispersió de les dades és molt elevada, amb grans variacions de l’angle d’orientació dels

boudins per a una mateixa Ri. Però, l’efecte d’aquest paràmetre sempre més clar, i en general,

amb l’increment de la relació axial dels boudins s’observen rotacions finites menors. Per a

situacions de Ri>6 aquestes poden considerar-se despreciables i els boudins es comporten com a

cossos irrotacionals. Aquesta tendència general amb un increment substancial amb la reducció

de Ri són pròpies de condicions no coaxials o rotacionals (veure apartat 2.2.3).

Si comparem els diagrames per a flancs llargs i xarneres, la distribució de tots dos és similar en

valors màxims, però mentre per a flancs llarg únicament s’han observat sentits de rotacions

senestres mentre als flancs curts també s’han observat sentits dextrals respecte la S0/1. El

numero de dades amb aquest sentit i el valor màxim de rotació que implica és sempre menor al

Page 42: 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods...Capítol 3 158 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods 3.4.1 Introducció Una de les particularitats de l’àrea

Context Geològic. Descripció i Anàlisi de Camp

199

sentit senestre. Per a condicions de flanc curt, per a valors de Ri molt elevada és produeix

normalment el plegament dels boudins.

Aquests diagrames no poden representar la base per a una estimació estadística de l’orientació

dels boudins. Sempre és probable de trobar quartz-rods amb qualsevol Ri sense una aparent

rotació respecte la S0/1. Amb la reducció de Ri, la tendència general és a presentar rotacions

però, no és viable ni lògic definir un angle mínim de rotació perquè no té sentit físic real. En

canvi la tendència de la rotació màxima i la seva relació amb la Ri, si que sembla a priori més

significativa. Aquestes observacions descarten el mètode comparació respecte les corbes de

distribució teòriques per l’elevada dispersió de les dades. Tampoc no és plausible una mesura

directa del valor de rotació finita per a Ri=1, doncs no hi han dades per aquesta situació. Una

estimació a partir de la distribució de les dades indicarien valors màxims de α>90º per qualsevol

dels diagrames, i confirmaria situacions d’elevada vorticitat cinemàtica si atenem les mesures

prèvies de deformació finita amb ε entre 0.8 a 1.0. Sembla únicament viable el segon mètode

Fig. 3.56 Diagrames de la distribució de les dades d’orientació (α) respecte la relació axial dels boudins (Ri) per a situacions de flanc llarg. (a) Litologia de l’encaixant metagrauvaques i (b) multicapes i metapelites. El sentit de cisalla de referència és senestre. S’han marcat els cutt-off points i indicat la Wk que impliquen.

Page 43: 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods...Capítol 3 158 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods 3.4.1 Introducció Una de les particularitats de l’àrea

Capítol 3

200

Fig. 3.57 Diagrama de variació de l’orientació dels boudins respecte la relació axial per a situacions de flancs curts i xarneres. Sentit de cisalla senestre. S’han indicat els valors de la relació axial crítica per a situacions de cisalla subsimple amb aprimament (narrowing) i engruiximent (broading).

d’estimació mitjançant les orientacions d’estancament. Per fer-ho s’han representat les corbes

d’angle límits per a diferents graus de no coaxilitat (Wk=0, 0.2, 0.45, 0.60, 0.75 i 0.95). Per a

condicions de cisalla simple (Wk=1) hi hauria rotació de tots els cossos excepte per a Ri S’han

representat per a condicions amb escurçament (narrowing subsimple shear) i extensió (broading

subsimple shear) perpendicular al pla de cisalla (Marques and Coelho, 2003). El valor de Ri del

cutoff-point ens ho determina el moment que la població de dades supera l’envolvent global de

posicions d’estancament (corbes a traços de les Fig. 3.56 i 3.57).

Aquest mètode d’estimació de la Wkm és similar a l’utilitza’t prèviament per Druguet et al.

(1997) per estimar la Wkm a partir dels quartz-rods del camp. Aquests autors obtingueren un

Page 44: 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods...Capítol 3 158 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods 3.4.1 Introducció Una de les particularitats de l’àrea

Context Geològic. Descripció i Anàlisi de Camp

201

valor de Wkm~0.9. No varen realitzar cap distinció ni segons la litologia de l’encaixant ni cap

restricció de les dades a utilitzar ni dels dominis de deformació. D’aquesta forma varen utilitzar

de forma conjunta dades tant de zones de baixa com d’alta deformació. El cutoff-point el varen

obtenir mitjançant les corbes per a situacions de cisalla subsimple del tipus narrowing. Si

realitzem una estimació de la Wkm de forma similar s’obtenen uns valors de Ri crítics entre 3.3 a

5 per a flancs llargs mentre per a flanc curts és de ~7 (Taula 3.1). Això impliquen situacions

d’elevada no coaxilitat de la deformació 0.82<Wkm<0.95. Aquests valors són similars als

obtinguts per Druguet et al. (1997). Però, cal vigilar o jutjar el que implica les condicions de

contorn assumides. Situacions de narrowing impliquen extensió paral·lela al pla de cisalla.

Aquesta circumstància és inadmissible per a les condicions de camp, on la S0/1 mostra

evidències d’escurçament finit i plegament. Per tant, les condicions de cisalla subsimple han de

considerar escurçament paral·lel al pla de cisalla de referència i s’han d’utilitzar les corbes que

impliquen situacions de cisalla subsimple amb extensió paral·lela a la S0/1 (broading subsimple

shear). En aquestes situacions no podem estimar el cutt-off point per als casos de flancs llargs.

La deformació finita de la roca és baixa com arribar a les condicions d’estancament. Mentre per

a casos de zones de xarnera es podria estimar una condició de Wkm~0.80 a partir de la població

de dades amb sentits aparents dextrals. La distribució de les dades té és sentit si ho comparem

amb la disposició de la S2. Els valors de l’angle d’obliqüitat agut entre la S0/1 i la S2 (θ) és entre

60º a 35º per a flancs llargs. Els valors més elevats són per condicions de l’encaixant més

competent. Si assumim que la S2 representa l’element estructural més pròxim a l’eigenvector

extensional o fabric attractor de Passchier (1997), els boudins necessitarien rotacions senestres

de més de 120º per a paral·lelitzar-se amb la S2 actual. Per a situacions de flanc curt, θ=90-75º i

la rotació necessària són entre 90 a 75º en sentit senestre i el complementari en sentit de rotació

els boudins dextral. Això podria implicar sentits de cisalla paral·lels a la S0/1 contraris entre els

flancs llargs i curts. Sigui com sigui, podem agafar el valor de les rotacions màximes dels quartz-

rods i estimar la deformació necessària a partir de les equacions teòriques de rotació de

partícules rígides (Ghosh and Ramberg, 1976). Aquest mínim és per a condicions pròximes a

cisalla simple però impliquen situacions d’elevada deformació amb ε>1.8 o, de forma equivalent

relacions axials de l’el·lipse seccional de deformació finita Rf més gran que 16!. Aquestes

deformacions no concorden amb les estimacions a partir de les venes de quars amb ε entre 0.8 a

1.0, ni les pròpies descripcions de camp. Per aproximar-nos a aquests valors hauríem d’assumir

condicions de cisalla súper simple, fet que tampoc concorda amb la història deformacional dels

materials. A més s’han de considerar que representarien estimacions per a condicions de

Page 45: 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods...Capítol 3 158 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods 3.4.1 Introducció Una de les particularitats de l’àrea

Capítol 3

202

Narrowing s.s. Broading s.s.

Flanc Llarg (Litologia) R crític Wkm R crític Wkm

Metagrauvaques 3.3 0.82 ? ?

Multicapa (ML) 4 0.88 ? ?

Metapelites 5 0.94 ? ?

R crític Wkm R crític Wkm

Flanc Curt 7 0.95 3 0.80

Taula. 3.1 Taula amb els valors de relació axial crítiques i estimació dels número de vorticitat cinemàtica (Wkm) per a situacions de flanc llarg i curt. Les mesures per a condicions de narrowiung subsimple shear han de ser considerades com a no vàlides.

deformació plana. Per a condicions amb pèrdua d’àrea, les velocitats de rotació dels cossos

disminueixen i foren necessàries majors deformacions finites per explicar les orientacions finals

de l’estructura (Freeman, 1985; Passchier, 1987). D’aquesta forma, la interpretació més viable de

la distribució de les dades és a indicar una estructura amb un arranjament molt rotacional o

d’elevada vorticitat. Pel camp sembla que domina sentit senestre respecte la S0/1; però és incert

el significat i la relació amb la cinemàtica de la deformació. A priori i a nivell qualitatiu

indicarien una vorticitat cinemàtica respecte la S0/1 senestre, però no és plausible una estimació

quantitativa. Més si atenem a la seva desviació respecte a la situació de partícula rígida i

segurament la seva tendència cap a una estructura regida pel procés de buckling o plegament.

3.4.8.3 Interpretació del número de vorticitat cinemàtica en dominis d’elevada deformació

Els mètodes d’estimació de la Wk de l’apartat anterior no són aplicables per a zones de

deformació moderada-alta. L’efecte de rotació externa de la fabric, i tant el desenvolupament

heterogeni com d’una foliació de transposició compliquen l’assumpció de condicions

estacionaries i zones de relativa deformació homogènia. I per tant no té sentit un anàlisi

quantitatiu de la cinemàtica de la deformació. Però a nivell interpretatiu, una qüestió que ens

podem plantejar és si es pot establir una relació entre la variació de la geometria dels quartz-rods

i aspectes de la cinemàtica de la deformació d’aquestes zones. No obstant la simplicitat de la

qüestió, portar-ho a la pràctica és molt complex. Tres grans grups de geometries s’havien

diferenciat (apartat 3.4.7.2). Un primer grups amb quartz-rods amb geometries similars als mica-

fish i sentit de rotació respecte la S0/1 dextral, un segon grup amb geometries similars als de

baixa deformació però també amb boudins plegats i un darrer grups amb quartz-rods que

mostraven rotacions finals molt elevades i geometries semblants a porfiroclastes tipus “δ”. Un

Page 46: 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods...Capítol 3 158 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods 3.4.1 Introducció Una de les particularitats de l’àrea

Context Geològic. Descripció i Anàlisi de Camp

203

esquema ideal de la distribució d’aquests grups i la seva relació amb la S0/1 i la S2 és mostrada a

la Fig. 3.58a. Per l’elevada intensitat de la deformació d’aquestes zones, amb εs>1.5, podem

assumir que la S2 és pròxima a l’eigenvector “finit” de la deformació i que representa la posició

d’attractor de la fabric. L’escurçament finit màxim (FSA) el podem assumir normal a la S2 i

amb una orientació NNW-SSE. Els boudin plegats representen cossos que han creuat l’orientació

de la FSA i en romanen pròxims (Fig. 3.58b). En canvi, els quartz-rods tipus “δ” no obstant

presentar una orientació que també han creuat la FSA no presenten plegament del boudin. Han

acomodat la deformació a partir d’elevades rotacions, segurament per tal de paral·lelitzar-se a la

S2. Segurament l’efecte controlador és la cerca d’una posició més estable respecte a la direcció

d’escurçament o de repulsió de la cinemàtica (Passchier, 1997). Aquesta cerca ho fan mitjançant

rotacions respecte la S0/1 senestres. Aquest camp és el que mostra una disposició major a partir

de les dades de camp i podria ser el sintètic. Per altra banda, els boudins amb formes de mica-

fish han de representar situacions on s’ha afavorit una rotació dextral. Han d’estar situats amb

una disposició on l’efecte de repulsió de l’eigenvector d’escurçament ha afavorit una rotació cap

aquest sentit. Entre aquests cossos i els boudins plegats haurien d’estar tant l’eigenvector

d’escurçament com la ISA d’escurçament. Pel sentit de rotació dominant, la ISA ha de situar-se a

una angle més obtús respecte la S0/1. D’aquesta forma, pel sistema de referència fixat a la S0/1,

el sentit de vorticitat seria senestre. Què pot marcar aquestes orientacions? Segurament les

geometries similars a zones de baixa deformació i amb forta adaptació de la S2 al seu voltant.

Podrien representar geometries d’estancament subparal·leles a l’eigenvector compressiu.

L’angle respecte la S2 és pot inferir entre 40º a 60º. Si es realitzes una estimació de la Wkm a

partir d’aquest angle, suposant equivalent a l’angle entre “eigenvectors”, la deformació

interpretada a partir d’aquests elements seria subsimple no coaxial amb sentit senestre. Però,

s’han d’afegir les components de rotació externa de la fabric de sentit dextral. A nivell de la

Wkm equivalen a una disminució i un increment de la coaxilitat per a condicions de

rotacionalitat. Però és incert.

Per finalitzar, l’aspecte segurament més rellevant de la informació de la Fig.3.58 i d’aquesta

descripció especulativa, és que la geometria d’aquests rods no responen a una disposició inicial

subparal·lel a la S0/1. Representa el retreballament d’una dispersió d’orientacions dels rods.

Representa el retreballament d’un arranjament estructural dels primers estadis de la S2, on els

quartz-rods ja s’havien començat a plegar i adquirir una geometria “similar” als de les zones de

baixa deformació. L’efecte de la rotació dextral (cinemàtica o externa) implica una diferenciació

Page 47: 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods...Capítol 3 158 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods 3.4.1 Introducció Una de les particularitats de l’àrea

Capítol 3

204

de la cinemàtica entre zones de baixa i moderada deformació. Una acomodació de la deformació

Fig. 3.58 (A) Esquema interpretatiu de la relació entre la geometria dels sigmoïdals quartz-rods i els elements estructurals en zones d’alta deformació. (B) Inferència respecte a les direccions principals de la deformació D2.

a ritmes diferents però també a nivell de cinemàtica i d’estructures. El mode d’acomodar la

deformació en les zones de baixa deformació, mitjançant la crenulació i plegament generalitzat

no han de representar els estatges inicials de les zones d’alta deformació. Aquests normalment és

per transposició del flanc llarg i l’aixafament dels plecs F2. Donada la tendència a una

distribució de la deformació sense elevada localització i partició en dominis, la progressió dels

quartz-rods és “sincrònica” en els dominis però a velocitats o ritmes d’amplificació diferents. La

sensibilitat de l’estructura als canvis de cinemàtica serà qui ens condicionarà la possibilitat de

poder interpretar l’evolució de la cinemàtica. Com més endavant és veurà, els sigmoïdal quartz-

rods o el plegament de venes d’espessor no homogeni no són capaços d’enregistrar la variació de

la cinemàtica i normalment la seva geometria és en gran part controlada per la cinemàtica

associada al moment de nucleació i selecció de pertorbacions (veure capítol 7). No equival a la

cinemàtica del moment de fossilització de l’estructura (Jiang and White, 1995). Segurament, les

zones d’alta deformació han d’anar associades a un increment de la coaxilitat de la deformació

Page 48: 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods...Capítol 3 158 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods 3.4.1 Introducció Una de les particularitats de l’àrea

Context Geològic. Descripció i Anàlisi de Camp

205

(zones més al Nord de l’àrea reduïda d’estudi), amb una tendència cap a cinemàtiques amb pla

de cisalla E-W i sentits de no coaxilitats dextrals.

3.5 Comentari final

Els diferents aspectes tractats al llarg d’aquest capítol són una evidència de la complexitat que

representen els sigmoïdal quartz-rods i la necessitat d’abordar un estudi de modelització de la

seva dinàmica, alhora de poder utilitzar com a marcadors de la deformació. Però, la seva

idoneïtat com a indicador cinemàtic tant qualitatiu com quantitatiu s’haurà d’analitzar

profundament, doncs les incerteses associades a partir de les dades de camp són molt elevades.

La relació entre rotacionalitat d’aquests cossos i el significat cinemàtic és a priori incert. D’igual

forma també el grau d’aplicabilitat, donada la complexitat de camp de la deformació si un

s’endinsa en el seu detall.

A nivell de síntesi de camp, la descripció i anàlisi de les venes de quars ens han permès una

millor quantificació de la D2 per a zones de baixa deformació. S’ha posat de manifest el caràcter

heterogeni d’aquesta deformació amb increment de la seva intensitat cap al Nord. També

condicions de pèrdua d’àrea en la secció horitzontal i extensió en la direcció vertical. Els valors

d’escurçament màxim varien entre un 50% per a les zones de menor deformació i amb disposició

dels materials N-S, fins a valors superiors a un 70% per aquelles zones de moderada deformació

i desenvolupament de bandes de transposició. La relació entre aquests dominis no és simple, i no

sembla coherent assumir una deformació progressiva en sentit estricte. Hi ha evidències, com la

variació de la geometria de l’el·lipsoïd estimat, la diferent forma d’acomodar localment la

deformació o la distribució desigual dels sigmoïdal quartz-rods que advocarien per aquest fet. El

número de vorticitat (Wk), o fins i tot el grau de no coaxilitat (Wk’), entre aquestes zones sembla

diferents; però no s’ha pogut establir una diferenciació clara.

Mitjançant les observacions de camp s’ha establert i visualitzat com és la variació de la

geometria de les estructures D2 entre configuracions de capes d’espessor homogeni i partícules

aïllades. S’ha dividit l’espectre de geometries en funció de la relació de tres paràmetres bàsics:

Ri, Ti i Di. Aquesta transició posa de manifest que el grau d’asimetria de les estructures és funció

de la configuració inicial. D’aquesta forma el desenvolupament de plecs asimètrics per a capes

aïllades (single-layers) no sembla evident. Almenys, sinó hi ha influència dels plegament del

sistema multicapa de l’encaixant. Tots aquests aspectes són la base per la inspiració dels models

numèrics i experimentals que es desenvoluparan en els següents capítols. Amb un darrer

objectiu, generar eines que ens permetin obtenir informació addicional per a la interpretació del

camp.

Page 49: 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods...Capítol 3 158 3.4 Geometria i cinemàtica dels sigmoïdal quartz-rods 3.4.1 Introducció Una de les particularitats de l’àrea

Capítol 3

206